Технология вибрационного уплотнения бетона при устройстве монолитных конструкций, страница 18

Рис.19. Влияние частоты колебаний на радиус действия внутренних вибраторов:

1 - осадка конуса смеси 4 см; 2 - то же 2 см; 3 - жесткость смеси 30 с

Для повышения эффективности уплотнения бетонной смеси предложено использовать многочастотные уплотнители. Однако в связи со значительным усложнением многочастотных излучателей в практике строительства применяют только двухчастотные вибраторы малой мощности.

Другим путем повышения эффективности работы глубинных вибраторов является объединение их в пакеты по 2-6 шт. При одновременной работе двух или нескольких однотипных глубинных вибраторов происходит сложение колебаний, возбуждаемых этими вибраторами в бетонной смеси.

В связи с тем, что частота колебаний отдельных вибраторов точно не совпадает, возникает явление биения в отдельных точках уплотняемой смеси. Биение характеризуется тем, что амплитуда колебаний в данной точке периодически изменяется от минимального значения до максимального (рис.20).

Рис.20. Диаграмма биения как результат сложения воздействия двух вибраторов

Если от одного источника исходят колебания с амплитудой , а от другого - с амплитудой , причем , то в данной точке амплитуда колебаний будет изменяться от  до .

Продолжительность изменения амплитуды от минимального значения до максимального и опять до минимального называется периодом биения .

Период биения зависит от разности частот источника колебаний и определяется по формуле

,                                                              (12)

где  и  - частоты колебаний двух вибраторов, при .

Период биения обычно значительно больше периода колебаний вибратора. Например, если вибраторы колеблются с частотой 2850 и 2800 мин, то их период колебаний около двух сотых секунды, а период биения 1,2 с. Таким образом, в одном периоде биения укладывается 60 колебаний вибратора. За счет эффекта взаимодействия одновременно работающих вибраторов (сложение амплитуд) можно увеличить расстояние между вибраторами или уменьшить продолжительность вибрирования.

Если зоны действия вибраторов имеют общую точку, находящуюся на одинаковом расстоянии от каждого вибратора, то амплитуды вибрационного смещения бетонной смеси в этой точке вследствие биения будут периодически достигать двойной величины, что обеспечит более равномерное уплотнение смеси по сравнению с одиночным вибратором.

3.4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО ВИБРАТОРА И БЕТОННОЙ СМЕСИ

Исследованиями установлено, что поверхностное уплотнение практически для всех составов бетонной смеси наиболее эффективно при определенном соотношении между давлением на бетон виброуплотнителя  и возмущающей силой , которое должно быть в пределах 0,4-0,6. При значении  колебания носят неустановившийся характер, а с увеличением  амплитуды колебаний смеси начинают интенсивно затухать и при  (для жестких смесей) практически прекращаются.

Оптимальная величина удельного давления виброуплотнителя на бетонную смесь зависит от ее удобоукладываемости и принимается в среднем около 4 кПа.

Важнейшим требованием к поверхностным виброуплотнителям является равномерность распределения колебаний по длине, которая зависит от их жесткости. При недостаточной жесткости уплотнителя амплитуда колебаний в его центре может существенно отличаться от краевых, что приведет к различной степени уплотнения смеси, а в результате отрицательно повлияет на однородность прочности бетона. Кроме этого возможно снижение качества уплотнения из-за возникновения негармонических колебаний виброуплотнителя, которые являются причиной биений уплотнителя, разрушающих и разуплотняющих бетон.

Негармонические колебания могут быть причиной образования по длине виброуплотнителя нулевых точек. Это зоны, где из-за интерференции волн отсутствуют колебания. С целью предотвращения возникновения нулевых точек длину полуволны возбуждаемых колебаний виброуплотнителя принимают большей, чем расстояние от его центра до края. С этой же целью на тяжелых вибробрусьях с несколькими вибраторами шаг их расстановки также принимают меньше длины полуволны.