Давление вибрируемой бетонной смеси на опалубку

Для определения давления вибрируемой бетонной смеси на опалубку применен прибор, схема которого. Прибор состоит из металлического стакана со сферической резиновой диафрагмой на конце и тройника, соединяющего стакан с манометром. Стакан и тройник примыкают к круглой металлической пластинке диаметром 200 мм, служащей для укрепления прибора на опалубке. Резиновая груша, служащая для настройки прибора, перекрывается краником. Полости стакана и тройника заполняются водой. Прибор укрепляется при помощи винтов к стенке опалубки 8, причем между пластинкой и доской вкладывается в желобок резиновое кольцо. Давление бетонной смеси на диафрагму через промежуточную среду передается манометру, по которому и берутся отсчеты. Опыты, проведенные в колонне сечением 25х25 см, высотой 4 м, показали, что в момент пуска вибратора давление слегка падает за счет того, что бетон не следует в своих колебаниях за опалубкой, а затем по мере уплотнения бетонной смеси давление увеличивается до определенного предела. В конечный период вибрации давление меньше на 0,02-0,04 кг/см², чем вслед за прекращением вибрации. Продолжительная вибрация при неплотной опалубке ведет к утечке цементного молока и к уменьшению давления. Абсолютная величина давления и характер его распределения по высоте зависят от предела распространения вибрации, называемого «радиусом действия вибратора».

Подвижность бетонной смеси не влияет на характер распределения давлений по высоте. Состав бетона с подвижностью 0-1 см имел то же давление, что и состав с подвижностью 5-7 см. Максимальное абсолютное давление в обоих случаях оказалось равным 0,55 кг/см2. Меньшие абсолютные значения давлений для литой бетонной смеси с осадкой 15-18 см получены вследствие неплотности опалубки. Давление вибрируемой бетонной смеси на стенку опалубки соответствует давлению жидкости с удельным весом, эквивалентным объемному весу уложенного бетона. Опыты были проведены на бетоне с щебнем, с удельным весом 2,8, вследствие чего были получены высокие абсолютные значения объемных весов (2 500 кг/м3).

Опыты на бетоне с речным гравием, имевшим пониженный объемный вес, дали возможность сопоставить одинаковые составы с разным объемным весом и разные составы с одинаковым объемным весом. Схема расположения вибраторов и приборов. Сравнение кривых давлений для двух одинаковых составов, отличающихся по объемному весу, показало, что обе кривые до некоторого предела совпадают с теоретической прямой давления жидкости. Этот предел зависит от предела распространения вибрации. Два других состава бетонной смеси имели близкие объемные веса (2 400 - для первого и 2 350-для второго) при разных расходах цемента (14 и 12%). Сравнивая кривые давлений для составов с 12 и 14% цемента было установлено, что характер распределения давления по высоте не нарушается с изменением состава смеси. Считаясь с возможностью применения смесей с более низким содержанием песка, чго целесообразно для вибрированного бетона, был проведен опыт над смесью, содержавшей 30% песка.

Показания обоих приборов хорошо ложились на прямую давления жидкости с объемным весом 2 400 кг/м³. До высоты в 1,6 л форма заполнялась бетонной смесью штыкованием без вибрации. Давление бетонной смеси при ручной укладке возрастало пропорционально толщине уложенного слоя до высоты 50 см. До высоты заполнения 2,75 м (над нижним прибором) давление вибрируемого бетона следовало закону гидростатического давления жидкости. Дальнейшая засыпка бетонной смеси и вибрация не вызывали повышения давления. Избыточная по времени вибрация нижних слоев, несмотря на тщательность изготовления опалубки, вызывала утечку воды и понижала давление.

Можно считать установленным, что подвижность бетонной смеси и ее состав при вибрации не оказывают влияния на характер распределения давления по высоте. Абсолютные значения давления зависят от объемного веса уплотненного бетона и предела распространения вибрации. В соответствии с этим абсолютные значения давления для разных составов и при разной подвижности можно установить по объемному весу бетона и радиусу действия вибратора.

Трение между стенками формы и прилегающими частицами смеси при вибрации уменьшается до минимума. Поэтому размеры форм не должны отразиться на распределении давлений по высоте, что и подтвердилось проведенными опытами.

Сравнение кривых давлений для форм сечением 25х25 и 30х30 см показывает, что размеры форм не отражаются на распределении давления по высоте. Незначительное различие в размерах форм не позволяет распространить это заключение и на формы большего сечения. Для общности вывода был поставлен опыт в колонне сечением 50X50 см, высотой 4 м. Результаты испытания в колонне сечением 50X50 см были сравнены с результатами опыта, проведенного в колонне 30X30 см. Построены кривые давлений. Влияние размеров форм сказывается на пределе распространения вибрации при вибрато-ре данной мощности, но не на законе распределения давлений по высоте.

Остаточное давление бетона на опалубку понижается через 1,5-2 часа после укладки до минимума, равного 60% от первоначального давления, а через 4 часа снова повышается до 75% от первоначального значения. По абсолютному значению минимум составляет 0,4 кг/см²; через 4 часа давление повышается до 0,6 кг/см².

Большое остаточное давление должно было вызвать некоторые затруднения при распалубке, что в действительности не наблюдается.

Опыты были проведены на колонне сечением 30х30 см с бетонной смесью состава 1:2,5:4,8, с осадкой конуса 2 см. Максимальное давление внизу колонны после заполнения бетонной смесью было 0,43 кг/см². Наблюдения велись в течение 18 час. с отсчетами в начале испытания через 15 мин., а в дальнейшем через 30 мин. и 2 часа. Построены кривые изменения давления со временем. Остаточное давление вибрированного бетона (кривая) невелико. Через 4 часа после укладки давление составляло 54% от первоначального. Через 14 час. давление упало до 0,09 кг/см² (20% от первоначального).

Второй опыт был проведен в колонне того же сечения, но с бетонной смесью состава 1:3,06:5,94, с осадкой 2 см. Показана кривая изменения остаточного давления. Из сравнения кривых изменения остаточного давления для бетона с 12 и 10% цемента видно, что в первом случае кривая более круто падает вниз. Остаточное давление через 18 час. в первом случае оказалось равным 0,09 кг/см² против 0,19 кг/см² во втором. Это можно объяснить тем, что в бетонах с большим расходом цемента усадочные явления протекают интенсивнее, и абсолютная величина усадки больше, что влияет на уменьшение давления на стенку опалубки. Усадка бетона не прекращается к 18 час. К моменту распалубки можно ожидать уменьшения остаточного давления на стенку.

Для проверки влияния состава бетона (содержания цемента) на величину остаточного давления был Поставлен опыт с составом 1:3,06:5,94 в колонне сечением 30х30 см. Последние два состава с одинаковым расходом цемента (10% от веса сухой смеси) показали остаточное давление через 18 час. 0,19 и 0,21 кг/см², а при окончании бетонирования в 0,36 и 0,4 кг/см².

Выраженное в процентах остаточное давление через 18 час. при 10% содержания цемента в смеси составляет в среднем 50% от наибольшего против 20% через 14 час. при 12% цемента.

Давление на стенку опалубки при внутренней вибрации. Характер распределения давления по высоте при укладке бетонной смеси внутренними вибраторами несколько отличается от наружной вибрации.