Как провибрировать бетон своими руками

Самостоятельное изготовление вибратора для укладки бетона

Вибратор для укладки бетона относится к специализированному строительному оборудованию, используемому с цель улучшения характеристик заливаемых конструкций. Его применение позволяет выгнать из раствора пузыри воздуха, распределить в нем воду и достичь однородной структуры. Минимальная стоимость простых заводских моделей – 1700 рублей, у профессиональных агрегатов она достигает 70000, при проведении разовых работ покупать эти устройства не всегда целесообразно. В ряде случаев проще и дешевле сделать их своими руками с использованием дрели или перфоратора в качестве основного узла.

Принцип работы, особенности технологии

Стандартная схема включает двигатель (чаще всего электрический, но встречаются и бензиновые и пневматические разновидности), передаточный механизм (гибкий или жесткий вал, муфты и крепления) и эксцентрик, зафиксированный внутри колебательной части. Принцип действия основан на выгонке легких пузырьков воздуха из смесей при погружении в них насадки глубинного вибратора или передаче частотных воздействий каким-либо иным путем. Такая обработка позволяет увеличить прочность конструкций на 5 % как минимум, сделать поверхности монолитов и стяжек гладкими и непроницаемыми и улучшить структуру будущего бетона. Достичь таких результатов самому при задействовании обычных железных прутьев крайне сложно, а при ограниченных сроках и вовсе невозможно.

С учетом плотности среды для создания колебаний с достаточно высокой частотой требуется двигатель с мощностью от 1 кВт и выше, в ряде случаев он запитывается от трехфазной сети. В зависимости от типа конструкции все вибраторы разделяются на погружные (они же глубинные, с гибким передаточным валом длиной от 1 до 7 м), наружные (закрепляемые с внешней стороны опалубки) и вибрационные прессы, применяемые на плоских и горизонтальных поверхностях. В частном строительстве наиболее востребована первая разновидность, в том числе из-за того, что ее проще всего собрать на основе имеющихся инструментов. Обработку проводят на стадии заливки и выравнивания бетона.

Как сделать вибратор из перфоратора?

Эта схема считается самой простой, выгонка воздуха осуществляется за счет штыкования бетона рабочей частью – чаще всего круглой шайбой диаметром около 5-7 см. Также потребуется обычный строительный перфоратор с мощностью от 1,5 кВт и выше, отрезок металлической арматуры стандартного диаметра с длиной, достаточной для погружения вибрирующей части в раствор. С одной стороны она подгоняется под форму хвостовика, с другой – соединяется с кольцом или пластиной (вырезанными из листовой стали болгаркой или готовыми изделиями). Устройство запускается исключительно после жесткой фиксации и проверки всех соединений. Нужный эффект достигается за счет возникновения высокочастотного возвратно-поступательного движения, запущенный в ударном режиме перфоратор хорошо пробивает слои состава вне зависимости от его плотности и толщины.

Собранный своими руками вибратор для бетонного раствора из перфоратора используется для вертикальных систем (насадка с пластиной погружается в смесь и распределяет колебания внутри опалубки или ограждений) так и для выгонки воздуха из горизонтальных стяжек (кольцо большего размера размещают плашмя). Рекомендуемое время обработки с его помощью составляет 2 мин, после чего его переносят на новый участок, все процессы ведутся в ручном режиме. При необходимости устройство применяется в качестве наружного, рабочую часть при этом прикладывают к опалубочным конструкциям.

Сборка на основе дрели

Существует два варианта достижения нужного результата: соединение инструмента с приобретенными готовыми заводскими насадками или самостоятельное изготовление вибрационной булавы. Технология во втором случае более сложная, для сборки потребуется:

• 2 подшипника с наружным диаметром до 5 см для организации передачи и фиксации эксцентрика.
• Кусок толстой трубы из нержавейки сечением от 32 до 50 мм, в полметра длиной. Ее внутренний диаметр должен совпадать с наружным у подшипников. Рекомендуемая минимальная толщина стенок составляет 2 мм.
• Вал для передачи вибрационных воздействий с диаметром равным внутреннему у подшипников и длиной на 5-10 см больше самого корпуса будущей булавы.
• Квадратный стержень для приварки к эксцентрику. Длина подбирается так, чтобы надетые на рабочий вал подшипники не выступали из внешней трубы.
• Любая металлическая крышка-заглушка.
• Гибкий полимерный шланг, надеваемый поверх основной трубы насадки.
• Стальной трос и два отрезка велокамеры или тонкого гибкого шланга.

Главной целью является получение булавы со смещенным центром тяжести, именно поэтому к эксцентрику приваривают квадратный стержень. Все детали обычно подбирают под размеры вала и подшипников, при необходимости их подгоняют на токарном станке. В итоге центральный элемент должен свободно вращаться и передавать колебания куску трубы. С дрелью такая насадка соединяется стальным тросом, для обеспечения нужной фиксации на одном его конце выполняется соответствующая резьба. Все элементы передачи закрываются гибкими полимерными трубками, механизм должен быть надежно защищен от попадания внутрь бетона, периодически все стыки проверяют на предмет герметизации.

Такой прибор рекомендуется при послойной заливке конструкций, дрель уступает в мощности перфоратору. На отработку одного участка требуется около 20 секунд, расчетная зона воздействия обычно в 6-7 раз больше диаметры вибрационной насадки. Трубу следует погружать в раствор плавно и вынимать без рывков, после чего инструмент переносят на соседний участок. Уплотнение считается успешным при осадке монолита на несколько см и выступании на его поверхности цементного молочка.

Альтернативные схемы

Помимо дрели и перфоратора для самостоятельной сборки применяются другие строительные и бытовые инструменты с двигателем нужной мощности. Их можно сделать:

• Соединив болгарку с валом-эксцентриком, длина такой насадки обычно небольшая, но достаточная для обработки бетона в процессе заливки его в опалубки.
• Используя для привода мотор от электрической газонокосилки (триммера). В данном случае реализуется гибкая передача, по аналогии с вибратором на основе дрели. Роль насадки выполняет небольшая булава, собранная из двух труб: у одной внутри закрепляются 2 подшипника, фиксирующие эксцентрик, другая с чуть меньшим диаметром применяется в качестве кожуха для защиты троса.
• На основе любого ненужного электродвигателя: от насоса, старой стиральной машинки и любых других, способных обеспечить вибрации с частотой от 3000 виб/мин и выше.

При подборе частоты и амплитуды колебаний у самостоятельно собранных глубинных вибраторов стоит ориентироваться на инструкцию к электроприборам, вид и ожидаемую подвижность бетона.

Низкочастотные модели (до 3500 виб/мин) используются при работе с тяжелыми смесями, среднечастотные (3500-10000) считаются универсальными и уплотняют разные марки, высокочастотные (свыше 10000) оптимальны при вибрировании мелкозернистых составов с высокой текучестью. Время обработки напрямую связано с этими же критериями: жидкие растворы не нуждаются в длительном уплотнении, в противном случае они расслаиваются, из тяжелых воздух выгоняется не менее 2 мин.

В каких случаях проще купить, чем сделать?

Существует прямая связь между объемом уплотняемого бетона и требуемой мощностью, при риске перегруза перфораторы и дрель быстро выйдут из строя. Устройства, изготовленные своими руками, чаще всего относятся к погружному типу и плохо подходят для больших площадей и монолитов. Более того, на таких участках специалисты рекомендуют применять либо прессы, либо 2 вибрационных механизма как минимум, как с целью ведения работ в нужном темпе при отказе или перегреве одного из них, так и для сокращения сроков. При правильной организации они создают перекрывающие зоны.

На основе стандартных строительных инструментов сложнее собрать площадочный вибратор, чаще всего функционирующий от трехфазной сети и используемый с целью уплотнения большого объема грунтов, бетонных смесей и сыпучих материалов при их хранении и транспортировке. Из-за потребности в высокочастотных направленных колебаниях (чаще всего круговых) их сборка своими силами без наличия асинхронного двигателя невозможна.

Для разовой обработки небольших конструкций более чем достаточно самоделок, для постоянного и профессионального пользования требуется заводская модель. Специально покупать дрель или перфоратор нецелесообразно.

Источник

Вибрирование бетона при заливке фундамента своими руками

Человечество будет всегда озабочено качеством строительного материала и будет стремиться проводить различные мероприятия для увеличения его долговечности. Одним из правильных и испытанных способов является вибрирование бетона.

Описание вибрирования, как способа укрепления бетона

Жидкая пульпа цементного раствора при перемешивании в бетономешалке набирает в себя до 2% воздуха от объема смеси. Если позволить ему остаться в бетоне, после застывания получится пористый, рыхлый камень. Долговечность конструкции, в основе которой такой бетон, потеряна даже при использовании цементов высоких марок: массив будет пронизан капиллярами и пустотами, как губка напитает в себя воду и зимой пойдет трещинами. Неперемешанный раствор застынет, скорее всего, слоями и также слоями начнет отваливаться.

Вибрация раствора позволяет решить обе эти проблемы. Наконечник вибратора, колеблющийся с высокой частотой и малой амплитудой в пределах радиуса действия, зависящего от мощности устройства, сотрясает пульпу, заставляя растворенный воздух собираться в пузырьки и выходить на поверхность. Таким образом бетонный массив избавляется от растворенного в нем воздуха. Возбужденная колебаниями масса раствора приобретает повышенную текучесть, раствор перемешивается лучше, не образуя слоев и равномерно заполняя предназначенный для него объем.

Освобожденный от лишнего воздуха однородный во всем массиве бетонный камень становится устойчивым ко всем воздействиям: механическим, климатическим и сезонным.

Методы проведения вибрирования

Перед заливкой бетонного раствора необходимо как следует очистить от масла и ржавчины каркас из арматуры и проверить прочность опалубки. Заливку нужно производить таким образом, чтобы не происходило расслоение раствора, последовательно укладывая смесь в одном направлении.

Вибрирование бетона можно производить ручным или механическим методами.

Ручное вибрирование

В случае отсутствия какого-либо инструмента для механического вибрирования при небольших объемах работ в неудобных местах аккуратно простукать арматуру и опалубку, возбуждая таким образом колебания раствора. Делать это надо без фанатизма, стремясь не повредить опалубку.

Жидкую пульпу можно также протыкать на всю глубину куском арматуры, ломиком: чем чаще, тем лучше. Оба этих метода можно использовать там, где применение механических вибраторов невозможно или нецелесообразно. Эти методы очень высоких результатов не дадут, но при достаточном усердии принесут пользу на дачном и домашнем строительстве.

Механическое вибрирование

Для более пластичных смесей и при больших объемах работ применяют глубинные механические вибраторы с гибкими наконечниками.

При проведении качественного вибрирования бетона необходимо соблюдать правила:

• погружение наконечника (булавы) вибратора в раствор не более 80% его длины. Это необходимо, чтобы верхняя поверхность слоя не застаивалась и не тормозила выход пузырьков воздуха;
• круги от вибратора на поверхности раствора должны перекрываться не менее, чем на 10 см, либо перестановка наконечника должна осуществляться с шагом в 1,5 радиуса круга. Главное правило – не должно оставаться не перекрытых волнами участков укладки;
• при укладке бетона слоями наконечник вибратора должен проходить ниже границы раздела не менее, чем на 10 см, тем самым разрушая расслоение монолита;
• не рекомендуется касаться наконечником арматуры и опалубки, нельзя подводить его близко к стыкам и углам, чтобы не повредить его и не нарушить конструкцию;
• погружать вибратор в раствор надо быстро, а вынимать – медленно, чтобы воронка затянулась;
• после завершения вибрирования возможна укладка следующего слоя бетона, но нельзя допускать, чтобы укрепленный слой уже схватился.

Окончание вибрирования можно определить по следующим признакам: нет проседания пульпы, прекратился пузыриться верхний слой, всплыло цементное молочко.

Более подробно обо всех мероприятиях по вибрированию бетонного раствора написано в настольной книге строителя СНиП 3.03.01-87 пункт 2.11 [1].

Применяемое оборудование для проведения вибрирования

Физико-механические характеристики необходимого оборудования для вибрирования конкретного объекта определяются изначально фракцией заполнителя и качеством раствора. Условно делится на три вида:

• для заполнителя фракцией менее 10 мм и мелкозернистым раствором необходимая частота работы наконечника вибратора – от 10 до 20 тысяч колебаний в минуту;
• для фракций от 10 до 50 мм частота – от 3500 до 9000 колебаний;
• частоты менее 3,5 тысяч – самые распространенные и эффективные во всех случаях.

Скорость и качество вибрирования также напрямую зависит от длины и диаметра наконечника, которые в свою очередь определяют мощность привода механизма. По типу привода оборудование бывает электрическим (от электродвигателя), пневматическим (от вентиля компрессора) и бензиновым (от ДВС). Конструкции гибкого передаточного вала и набора наконечников зависят от производителя конкретного прибора.

Кроме механического вибратора, управляемого оператором, существует большое количество машин для применения на больших объемах укрепляемого бетона. Они подразделяются на следующие классы:

• разнообразные виброплиты и виброрейки для обработки верхнего слоя раствора на больших площадях. Они могут оснащаться различными инструментами для вибрации верха и низа уплотняемого бетона (пригрузы), дополнительными вибронасадками и приспособлениями для заглаживания, доуплотнения цемента.
• для производства массивных ЖБК глубинные машины с полным погружением в раствор;
• объемные виброплощадки с движущимися рамами, блоками для подачи к раствору горизонтальных и вертикальных колебаний.

Задачи у всего разнообразия машин и механизмов одни и те же – удалить воздух из раствора и уплотнить бетон вибрацией.

Наряду с традиционными механическими вибраторами в последнее время стало появляться оборудование, в котором используется ультразвук для уплотнения бетона. Такие устройства состоят из щитов опалубки с мощными пьезокерамическими излучателями, которые запитаны от генератора ультразвука, тиристорного коммутатора, и управляемые от компьютера.

Ультразвуковые погружные глубинные вибраторы и навешанные на щиты опалубки наружные излучатели переставляются, как и традиционные механические, по мере укладки бетона с шагом в полтора радиуса эффективного излучения. К недостаткам такой технологии можно отнести невысокое качество уплотнения, большие затраты электроэнергии и высокая трудоемкость, но методика развивается и вполне успешно применяется при монолитном строительстве в скользящей оснастке [2].

Подготовка и вибрирование своими руками

При сильном желании залить бетон своими руками для личного строительства при отсутствии опыта необходимо тщательно изучить СНиП 3.03.01-87, посмотреть ролики на соответствующую тему. В том случае, если простукивание опалубки и штыкование раствора по качеству не устраивает, крепко обдумать следующие варианты:

• поиск для выполнения задачи подходящего вибратора в интернете;
• в случае нежелания покупать для разовой работы аппарат, попробовать взять в аренду в магазинах с инструментами или через соответствующие форумы;
• если есть дрель или перфоратор, соорудить кустарный наконечник (при достаточном опыте работы руками – вполне посильная задача), можно поискать и набор наконечников с гибким приводом в аренду;
• изготовить вполне приличный вибратор для домашнего строительства можно из почти любого электродвигателя от бытовой техники, благо чертежей и рекомендаций в сети достаточно.

Скрупулезно выполняя рекомендации по вибрированию цементного раствора, кустарным прибором можно вполне достойно справиться с качественным укреплением бетона.

Поры и капилляры, ослабляющие бетон

Бетон изначально – водный раствор цемента, песка и добавок. Вода, находящаяся между зернами песка и других заполнителей, в процессе застывания испаряется, образуя в массиве капиллярные поры. Их размеры могут быть много меньше микрона или достигать сотен микрон.

Процесс, происходящий под зернами заполнителей (седиментация), приводит к испарению воды. В результате под ними образуются седиментационные поры более 2 мм в диаметре (зависит от размеров фракций заполнителя).

Кроме того, при перемешивании в бетономешалке раствор может дополнительно набрать воздушных пузырьков. Суммарно все виды воздуха в неуплотненном растворе могут достигать 6% от массы бетонной смеси. Если дать бетону застыть в таком состоянии, то качество камня ухудшится в разы.

Гидроизоляция штукатуркой

Чтобы снизить содержание пор и крупных капилляров, проводятся вышеперечисленные мероприятия с вибраторами при заливке раствора в опалубку. Кроме вибрирования, трещины и поры можно оштукатурить специальной гидроизолирующей штукатуркой из высококачественного цемента, мелкого кварцевого песка и различных добавок.

Заполняя выходные отверстия нерастворяющейся и несмывающейся штукатуркой, добавки не дают влаге проникать в массив бетона, сохраняя возможность вентиляции и постепенного созревания цементного раствора. В процессе использования заглубленных и полузаглубленных сооружений (хранилищ, складов, фундаментов и шахт) постепенное проникновение влаги снова запускает уплотнение материала.

Главным достоинством этих штукатурок в том, что нет необходимости установления дорогостоящей гидроизоляции. Такие добавки образуют однородный (гомогенный) по составу со стенами слой, закрывающий поры и трещины. Благодаря им внутрь массива не проникает влага после пожара, мороза и других разрушительных условий.

Поверхности, оштукатуренные такими составами, могут быть покрашены, покрыты кафельной плиткой или другими отделочными материалами.

Источники информации:

1. СНиП 3.03.01-87 (п. 2.11) введено 01.07.1988 г.
2. Возведение монолитных конструкций зданий и сооружений – Б. И. Березовский, Н. И. Евдокимов, Б. В. Жадановский и др. — М.: Стройиздат, 1981.

Источник