При уплотнении мелкозернистых бетонных смесей наряду с возможностью применения средних и высоких частот при больших значениях пригруза предложено управление режимами с использованием на второй стадии инерционного пригруза в противофазной работе его с площадкой. Эксперименты выполнены для тяжелых бетонов жесткостью от 75 до 200 с (таблица на рис. 1).
Из характера зависимости изменения электросопротивления от времени и режима формования следует, что с повышением степени уплотнения бетонной смеси электросопротивление понижается, что служит косвенной характеристикой завершения процесса. Стадию формообразования можно считать завершенной через 40-50 с вибровоздействия.
Рис. 1. Составы бетона и жесткость бетонной смеси
При использовании эффекта противофазной работы пригруза и виброплощадки, значение пригруза может быть не столь высоким, как это было при вибропрессовании - 80 кПа. Необходимо, чтобы слой бетонной смеси колебался по форме - верх и низ слоя колебались в противофазе. При изменении пригруза от 3 до 10,5 кПа частота при форме II колебаний изменяется от 30 до 40 Гц (рис. 2). В табл. 4.13 приведены пределы изменения резонансных частот при форме колебаний при различной высоте h слоев и давления Р пригруза.
Рис. 2. Зависимость “ускорение - частота” при колебаниях слоя бетонной смеси h = 20 см жесткостью 20-50 с и различными значениями пригруза: 1...5 - давление пригруза соответственно 0; 3; 5,5; 8 и 10,5 кПа
Пригруз будет работать в противофазном режиме в границах 0,9 <fа <1,15.
На рис. 3 представлены экспериментальные зависимости второй резонансной частоты от толщины слоя бетонной смеси при различных давлениях пригруза.
Рис. 3. Зависимость “резонансная частота - высота слоя” при различных давлениях пригруза: 1...4 - давление соответственно 3; 5,5; 8 и 10,5 кПа
Для бетонных смесей жесткостью 120-130 и 200-220 с определена первая стадия процесса перекомпоновки частиц при частоте 50 Гц и ускорениях 3,5 и 4,5g. Время первой стадии уплотнения для жестких смесей составляет 0,6 Ж, для особо жестких - 0,4 Ж.
С целью установления режимов виброуплотнения бетонной смеси на второй стадии принят состав: Ц = 275 кг; B = 151 л; П = 855 кг; Щ = 1140 кг с коэффициентом раздвижки зерен крупного заполнителя α = 1,5 и жесткостью бетонной смеси 120-130 с (таблица на рис. 4).
Рис. 4. Влияние режимов уплотнения на прочность бетона
Как следует из рис. 4, максимальную прочность имеют образцы бетона 13-16, для которых ускорение составило 3,5g, время tф = 75 с и tу = 75 с даже при значительной разнице давления пригруза 3-8 кПа. Образцы № 6, 8, 14, 16, испытанные на морозостойкость, выдержали 60 циклов при -50 °С. Время уплотнения для образцов № 6 и № 8 составляло всего 25 с. Результаты снижения скорости ультразвука при испытании на морозостойкость представлены на рис. 5.
Время формования на второй стадии для особо жестких смесей (Ж = 200-220 с) составило 0,5Ж (жесткость по техническому вискозиметру) при давлении пригруза 3 кПа и 0,25 ж при P= 8 кПа. При режимах уплотнения на частоте 30 Гц получена максимальная прочность 25,4 МПа при ускорении 4,5g и давлении пригруза 5,5 кПа. Очевидно, с пригрузом целесообразнее формовать бетонные смеси жесткостью около 100 с. При этом прочность на единицу расхода цемента составляет около 0,1, что вполне удовлетворительно.
Рис. 5. Снижение скорости ультразвука ∆ひ при испытании на морозостойкость при -50 °С (номера образцов указаны согласно рис. 4)
