Вибрация для бетона своими руками

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

Как самостоятельно сделать глубинный вибратор для бетона

Бетон является одним из основных материалов, применяемых в различных сферах промышленного, гражданского или военного строительства. Глубинный вибратор используется для удаления возникающих воздушных прослоек в растворе. Даже если под рукой нет заводского инструмента, такой вибратор вполне по силам собрать самостоятельно, с помощью подручных материалов.

Глубинный вибратор: описание, сфера применения, устройство

Глубинные вибраторы для цементного раствора представляют собой специфическое оборудование для проведения строительных работ, связанных с уплотнением различных конструкций из бетона или ЖБК. Такие устройства существенно повышают качество раствора, облегчает строительство монолитных сооружений, снижает текущие расходы и сроки возведения здания.

Описание устройства

При заливке бетоном фундамента, в независимости от выбранного способа, он насыщается большим количеством воздуха и этот процесс ещё больше усиливается, если раствор достаточно сухой. Внутри основания остаётся много пустот, которые существенно влияют на прочностные характеристики фундамента и срок его службы. Раньше использовали метод ручного «штыкования», но он недостаточно эффективен. Электрический вибратор создаёт колебания высокой частоты, которые помогают цементной смеси «избавиться» от лишнего воздуха и влажности.

Глубинный вибратор помогает удалить из бетонного раствора лишний воздух и влагу

Принцип работы вибратора состоит в разрушении адгезии между мельчайшими элементами бетонного раствора, в процессе чего пустоты и пузырьки воздуха полностью удаляются.

Но не стоит забывать о неминуемой усадке бетона во время его затвердевания, что может привести к появлению опасных для сооружения трещин.

Даже низкокачественный бетон после обработки вибратором приобретает необходимую степень густоты и текучести.

Вибратор для бетона может быть оборудован насадками различного диаметра

Вибраторы по методу передачи колебаний могут быть:

• глубинные — для создания уплотнения раствора рабочую часть устройства опускают в бетон, вылитый из бетономешалки в опалубку;
• вибропрессы — используются для устройства полов и межкомнатных перекрытий;
• вибропрессы для наружных работ — устанавливаются на опалубке ЖБ сооружений вертикальных конструкций.

По методу передачи колебаний вибраторы бывают глубинными, наружными и поверхностными

Область применения глубинного вибратора

Такие устройства используются в различных сферах строительства для монтажа, литья и возведения конструкций из бетона и армированного железобетона. Также с его помощью производится заливка ленточных, столбчатых, свайных, винтовых, плитных, малозаглубленных фундаментов, а также монолитных колонн и плит перекрытий.

При работе глубинный вибратор не должен касаться ни опалубки, ни арматурного каркаса

Конструкция устройства

Глубинный вибратор в своей конструкции имеет три основных части:

• привод, который приводит в действие виброустройство;
• гибкий вал с защитной прокладкой из прочной резины;
• наконечник, представляющий собой вибрационную булаву.

Работа вибратора осуществляется таким образом: вибронасадка создаёт определённые колебания в растворе жидкого бетона. Масса плавно растекается по установленной форме, создавая однородную монолитную поверхность. Благодаря поступательным движениям устройства воздушные пузырьки исчезают и удаляются пустоты, заполненные водой. В результате повышается степень морозоустойчивости и водонепроницаемости всей конструкции. Улучшается адгезия металлической арматуры с застывшим бетоном.

1. Электродвигатель вибратора может иметь мощность от 1 кВт и более с одно или трехфазным питанием.
2. Гнущийся передаточный вал варьируется длиной от 1 до 7 метров.
3. На концах предусмотрены прочные резиновые элементы между креплением электродвигателя и вибронаконечником.
4. Рабочая виброчасть устройства может иметь цилиндрическую форму или сужаться книзу. Первую используют при стандартной густоте раствора, а вторую при повышенной.
5. В комплектации инструмента может быть несколько вибронасадок, булавы Ø 25–80 мм и два или три штыка.
6. Конструкция устройства состоит из корпуса, выполненного из отрезка нержавеющей трубы, в которой на подшипниках роликового типа установлен металлический вал со смещённым центром тяжести. Во время вращения прибор создаёт вибрационные колебания необходимой частоты, которая зависит от числа оборотов мотора.
7. Погружные вибраторы делают от 10 000 до 20 000 об/мин.
8. Сверху вал защищён водонепроницаемой плёнкой из полимерного материала.

Небольшой вес вибратора позволяет работать с ним одному человеку. Но если вал имеет длину более полутора метров, то к работе привлекаются два мастера.

Диаметр наконечника-булавы подбирают в зависимости от плотности укладки арматуры

Преимущества глубинных вибраторов:

1. Способны уплотнять бетон, в котором содержится большой процент воды. Это позволяет увеличить прочность раствора, повысить его водонепроницаемость и устойчивость к отрицательным температурам.
2. Улучшают адгезию бетона с арматурой и обеспечивают плотное прилегание её в районе швов.
3. Классический инструмент выдаёт вибрационные колебания с частотой от 12 до 20 тысяч об/мин.
4. Портативные переносные вибраторы отличаются гибким валом и имеют коллекторный электрический привод. Обладают невысокой ценой, но минимальным ресурсом для обеспечения большого объёма работы.
5. Высокочастотные вибраторы являются наиболее производительными и выдают особенные вибрационные колебания.

Сборка вибратора своими руками из дрели

Если вам необходим глубинный вибратор, то его можно собрать просто из электрической дрели.

Прежде чем изготавливать самодельный вибратор для бетона, необходимо понять, на чем основан принцип действия приспособления

Обыкновенную дрель можно найти практически в каждом доме. Основной движущей силой такого устройства будет превращение вращательного движения в колебательное.

Главной движущей силой устройства будет самая обыкновенная дрель

Выбор материала для сборки вибратора

Для сборки такого устройства из дрели подойдёт любой инструмент мощностью 1 кВт и более. Понадобится насадка с эксцентриком и прочный наконечник из нержавейки. Кроме этого, в наличии должны быть:

• трубка из нержавейки длиной 55 см и Ø 4 см;
• металлический стержень Ø 15 мм;
• отрезок металлического стержня прямоугольной формы;
• два качественных подшипника и втулка;
• гнущийся армированный шланг с гидроизоляцией или резиновая прочная трубка;
• внутренний стержень для трубки (можно взять тросик спидометра).

Масса эксцентрика создает силу, которая заставляет насадку колебаться с определенной частотой

Инструменты для сборки

Для сборки вибратора надо иметь набор таких инструментов:

• набор свёрл по металлу;
• электро или газосварка;
• ножовка;
• стержень прямоугольного сечения.

Этапы изготовления глубинного вибратора

Сборка конструкции проводится в следующем порядке:

1. Подбираем нержавеющую трубку из стали длиной около 40–60 см и Ø 3–4 см. Для устройства внутреннего стержня надо взять металлический прут Ø 12–15 мм. Он будет сдвигать всю систему механизма в определённую сторону и обеспечивать вибрационные колебания. Так как бетон является очень агрессивной средой, то нержавеющая сталь — это единственный подходящий металл для изготовления вибратора.

Для изготовления внутренней оси используется металлический стержень

Подшипники позволят центральной детали свободно вращаться

Подшипники должны устанавливаться только высокого качества

Качество защиты влияет на долговечность работы вибратора

Чтобы облегчить работу, можно воспользоваться тросиком от спидометра автомобиля

Шланг должен быть плотно защищён хомутом

Электрическая дрель — оптимальный инструмент, если нужно сделать погружной бетонный вибратор

Видео: как сделать в домашних условиях глубинный вибратор из дрели

Вибратор своими руками из перфоратора

Такое устройство из перфоратора сделать намного проще. И для этого нужен будет только: сам инструмент, кусок стержня из железа и толстая круглая пластинка.

Мощность инструмента должна быть не меньше 1,5 кВт. Тогда он не будет перегреваться во время работы длительное время. Длина гнущегося стержня должна быть такой, чтобы он упирался в дно опалубки, куда залит бетонный раствор.

Одну сторону насадки мы обрабатываем под хвостовую часть, которую можно будет зажать в патрон перфоратора. А ко второму привариваем пластину из металла около 50–70 мм в диаметре.

Из строительного перфоратора можно изготовить самую простую конструкцию вибратора для бетона

При использовании глубинного вибратора на основе перфоратора бетонная смесь распределяется максимально равномерно

Видео: глубинный вибратор из перфоратора в домашних условиях

На заметку мастерам — умельцам

При уплотнении бетона глубинным вибратором нужно придерживаться соответствующих рекомендаций.

1. В свежезалитом растворе может быть около 50% воздуха. Процентное соотношение зависит от марки цемента и степени его подвижности. От этих пустот надо избавляться, применяя глубинный вибратор.
2. Вибратор на аккумуляторах должен доставать все места залитого фундамента, иначе оставшиеся пустоты в будущем принесут неприятности.
3. Помните, что прекращать заливать фундамент нельзя ни в коем случае, поэтому надо постоянно следить за работой вибратора, чтобы он не сломался в непредвиденный момент.
4. Во избежание формирования в растворе воздушных пустот фундамент надо заливать с маленькой высоты.
5. Наконечник устройства погружать в раствор рекомендуют только вертикально и не производить горизонтальных передвижений.
6. Надо всегда осуществлять контроль за расстоянием между точками погружения. Оно не должно превышать 10 размеров диаметра самого наконечника.
7. При заливке послойного фундамента наконечник должен погружаться в каждый предыдущий слой не меньше чем на десять сантиметров, чтобы обеспечить максимально прочное сцепление всех слоёв.
8. Если держать вибратор слишком долго в одной точке, то бетон может расслоиться. Время работы устройства от 5 до 15 секунд. Периодичность зависит от марки цемента и мощности виброустройства.
9. Рабочий наконечник не должен касаться стенок опалубки или конструкции из арматуры.
10. Вынимать наконечник надо аккуратно, производя медленные движения «вверх и вниз», чтобы уличный воздух не попал в место, где он находился.
11. Если пузырьки на всей поверхности бетона отсутствуют, то работа была произведена правильно.
12. Заводской вибратор нельзя включать «вхолостую», так как это испортит устройство и сократит срок его эксплуатации.

Другие варианты самостоятельно сделать вибратор в домашних условиях

Хотя изготовление из дрели или перфоратора является самым распространённым, есть и другие варианты сборки глубинного вибратора в домашних условиях. Достаточно подобрать соответствующий источник колебаний и приспособить к нему подходящий вибронаконечник.

Видео: глубинный вибратор из двигателя водяного насоса

Основным преимуществом бетонных вибраторов, сделанных из подручных инструментов, является то, что на прибор не приходится тратить деньги, а после окончания работы он демонтируется, и составные части можно использовать по их прямому назначению.

Видео: глубинный вибратор из триммера

Для того чтобы самостоятельно залить монолитный фундамент, отлично подойдёт вибратор из дрели или перфоратора, собранный в домашних условиях из подручных средств. Такой инструмент не подойдёт для больших масштабов строительства, но будет просто незаменимым в возведении конструкций для дачи или загородного дома. Надо отметить, что при длине устройства, которое будет превышать один метр, понадобится помощник для работы. Собирая вибратор дома, надо все стыки делать максимально надёжными, так как раствор бетона создаёт сильное давление на прибор и способен активно противодействовать вибрационным колебаниям.

Источник