Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ ВИБРИРОВАНИЯ

При вибрировании бетонную смесь приводят в колебательное движение, либо погружая в нее вибраторы, либо действуя на нее через форму, совер­шающую колебательные движения. При этом частицы бетонной смеси, как это отмечает А. Е. Десов колеблются в положениях неустойчивого равно­весия, а бетонная смесь приобретает свойства «тяжелой» жидкости. Она может применять любую форму и создает давление на стенки формы, которое под­чиняется законам гидростатики. Степень перехода бетонной смеси в состоя­ние жидкости зависит от степени уменьшения внутреннего трения между частицами в результате воздействия на нее импульсов, сообщаемых вибра­тором. Частицы бетонной смеси при уплотнении ее вибрированием сбли­жаются и выталкивают часть воздуха, находящегося в смеси, что обеспе­чивает получение плотного бетона Уменьшить количество воздуха в бетоне можно наружным и штыковым вибрированием, применением плотных форм (без щелей), уменьшением времени вибрирования и уплотнением бетона вибраторами с большой частотой и малой амплитудой колебаний.

Сопротивление системы вода —цемент (В/Ц) перемещению в ней частиц заполнителя может быть определено по вязкости цементного теста в про­цессе вибрирования.

В настоящее время различают вязкость обычную и структурную.

Вязкость определяется силой т действия жидкости на единицу поверх­ности, параллельную направлению движения с расстоянием х, измеренным в плоскости движения.

Вязкость может быть определена как сила трения между движущимися слоями жидкости, отнесенная к единице поверхности, параллельной направ­лению движения. По закону внутреннего трения жидкости эта сила равна

dv

(72)

где [л — динамический коэффициент вязкости в гсм гсек

dv

градиент скорости в направлении, перпендикулярном движению,

т. е. приращение скорости на единицу расстояния между смежными слоями жидкости.

1 Л. Е. Десов, Вибрированный беюл, Госстрониздат, 1956.

Коэффициент вязкости есть сила, приходящаяся на единицу площади, необходимая для поддержания градиента скорости, равного единице.

Уравнение (72) в применении к ряду кол­лоидных растворов претерпевает существенные изменения, так как вязкость неодинакова при определении ее различными методами, кроме того, она изменяется со временем. Поэтому было введено новое понятие структурной вяз­кости, зависящей от структуры смеси и ско­рости сдвига ее частиц друг относительно друга. Общие представления о поведении бе­тонной смеси при вибрировании можно полу­чить, зная структурную вязкость бетонной смеси. Последнюю определяют техническим вискозиметром, либо, что еще точнее, вибро­вискозиметром.

Решающим фактором, влияющим на переход бетонной смеси в состояние жидкости, является не амплитуда или частота колебаний, взятые в отдельности, а функции их, определяющие скорость или ускорение частиц бетонной смеси. Вибрирование будет эффективно только в том случае, когда скорость частиц бетонной смеси будет достаточна для уменьшения сил вну­треннего трения.

Для данной скорости имеется критическая продолжительность вибрирования, ниже кото­рой прочность бетона уменьшается, а с повы­шением ее возрастает очень медленно.

На фиг. 36 показаны кривые для различных В/Ц, дающих характеристику удобоукладывае - мости бетонной смеси.

По этим кривым, полученным А. Е. Десовым для различных В/Ц и составов, можно опреде­лить время вибрирования, если известна ампли­туда колебаний виброплощадки или, наоборот, назначить амплитуду колебаний для заданного времени вибрирования. Область показателей удобоукладываемости на графике в пре­делах от 20 до 78 сек. соответствует жестким бетонным смесям.

Для достаточного уплотнения бетонной смеси вибрированием необходимо, чтобы скорость колебаний была выше предельной для данного состава и принятых условий.

Таким образом, влияние дина­мических характеристик вибратора— частоты и амплитуды колебаний (определяющих скорость колеба­ний) — на прочность и плотность бетона оказывается существенным.

В отличие от предельных ампли­туд, относящихся к определенному объему, амплитуду (или скорость) в данной точке, необходимую для превращения смеси в состояние жидкости, называют минимальной
амплитудой (или минимальной скоростью). Некоторые значения мини­мальных скоростей, амплитуд и ускорений (по А. Е. Десову) приведены в табл. 1.