Навіщо знадобилося вібрувати бетонну суміш
Навіщо знадобилося вібрувати бетонну суміш?
Від якості укладання бетону багато в чому залежить його міцність, а отже, і довговічність споруди. Якість укладання, в свою чергу, залежить від зручності бетонної суміші. А зручноукладальність регулюється кількістю води в бетонній суміші та внутрішнім тертям. Щоб не вводити в суміш надлишок води, треба було розріджувати суміш у момент укладання. З багатьох запропонованих способів ефективним виявилося вібрування, що знищує внутрішнє тертя бетонної суміші.
Як вібрація знищує внутрішнє тертя бетонної суміші? Зробимо такий експеримент. Поставимо на стіл куб, виготовлений із бетону. Щоб змусити цей куб ковзати по поверхні столу, потрібно докласти до нього таку силу, щоб відношення її до маси куба перевищило коефіцієнт тертя куба поверхню столу. Якщо ж цей стіл разом з бетонним кубом поставити на вібромайданчик і повідомити імпульси-поштовхи, то куб почне ковзати по столу. Адже зчеплення куба із поверхнею столу при струшуванні послаблюється; отже, зменшується коефіцієнт тертя. Отже, вібрація дозволила подолати масу важкого куба.
Механізм вібрації досить простий: під впливом вібрації куб отримує імпульси-поштовхи, які підкидають його вгору. Відокремлюючись від поверхні столу на короткі проміжки часу, куб підскакує наче коник. Отже, його переміщення складатиметься з послідовних невеликих стрибків, при кожному з яких він зрушить на деяку відстань.
Як же відбувається процес вібрування? На бетонний куб, поставлений на похилий дошці, діє сила тертя, що ускладнює самостійний рух куба. Щоб змусити куб ковзати поверхнею дошки, треба докласти деяку силу чи значно збільшитикут нахилу дошки. Ну а якщо привести дошку в стан вібрації, куб почне підстрибувати, а потім самостійно ковзати навіть при дуже невеликому нахилі дошки.
Повернемося знову до бетонної суміші. Що ж відбувається з нею під час вібрації? Внутрішнє грение в ній обумовлено тим, що поверхні заповнювачів стикаються один з одним. При перемішуванні вони труться один об одного і чим більше таких поверхонь, тим більше загальний коефіцієнт внутрішнього тертя. Вібрація бетонної суміші дозволяє зменшити або знищити ці контакти і послабити внутрішнє тертя. Іншими словами, вібрація "розріджує" бетонну суміш. І, значить, суміш набуває здатності легко заповнювати форми і видавлювати повітря, що міститься в ній.
Слід зазначити, велике значення має частота вібрації. Вона може змінюватись у великих межах і залежить від типу вібратора.
Частота вібрації по-різному впливає на зерна наповнювача різної крупності. У бетонній суміші заповнювачі різної крупності оточені розчином і коливаються подібно до маятника з певною власною частотою коливань. Частоту вібрування бетону слід вибирати залежно від великої кількості заповнювачів. Розміром заповнювача визначається і характер вібрації заповнювачів різного розміру при низькій і високій частотах.
Найбільш доцільно піддавати бетонну суміш дії кількох вібраторів із різною частотою вібрації. У цьому випадку заповнювачі різних розмірів рухатимуться з рівною інтенсивністю і бетон ущільнюватиметься рівномірно.