Принципы управления параметрами вибрационных воздействий, сформулированные В. Г. Зазимко, состоят в следующем: переменность частот при симметричных режимах и использование на первой стадии более низких; целесообразность на первой стадии варьирования угла наклона результирующих колебаний; изменение асимметрии на второй стадии; использование пригруза на второй стадии и его противофазную работу.
При управлении предполагается и ряд других особенностей, например, обеспечение при послойном уплотнении толщины слоя, соответствующего частоте вибрации и т. д. Особенно больше внимание целесообразно уделить первой стадии виброуплотнения бетонной смеси, которая в исследованиях до настоящего времени не выделялась.
Рациональные режимы уплотнения на первой стадии формования
Чтобы представить себе скорость процесса уплотнения бетонных смесей при различных частотах вибровоздействия, рассмотрим оседание столба смеси жесткостью 100 с высотой 30 см в рыхлом состоянии при виброуплотнении с частотой 25 и 50 Гц. Из характера процесса следует вывод о более высоких скоростях при частоте 25 Гц (рис. 1). Что подробно исследуется в работе В. Г. Зазимко.
Рис. 1. Процесс уплотнения бетонных смесей при различных режимах вибрации: 1 - f = 50 Гц, Аg = 3,5g; 2 - f = 25 Гц, А = 2,5g
При моделировании процесса виброуплотнения бетонной смеси с цементом марки 400 Каменец-Подольского завода (при В/Ц) нач = 0,65 авторы использовали электродинамические стенды ВЭДС-400 и ВЭДС-100Б. При этом изменяли: коэффициент раздвижки зерен α, толщину пленки цементного теста δ, истинное водоцементное отношение и жесткость бетонной смеси по техническому вискозиметру от 10 до 200 с (рис. 2).
Рис. 2. Составы бетона и режимы виброуплотнения бетонной смеси
Для оценки технических свойств бетона изготовили образцы в виде призм размерами 10 х 10 х 30 (больший размер — в направлении горизонтальной составляющей). Время уплотнения приняли равным времени формообразования и переупаковки крупных частиц tф (выравнивание поверхности конуса в кубической форме) и увеличили на 1 и 2 мин: tф + 1, tф + 2. Образцы испытаны через 7 сут твердения в нормальных условиях (рис. 3).
Рис. 3. Свойства бетонной смеси и бетона: Жс, Жр - жесткость стандартная и при исследуемом режиме: tф.с, tф.р - время формообразования при режимах соответственно стандартном и исследуемом
Из результатов следует, что в условиях малоинтенсивных режимов нельзя обеспечить высокую степень уплотнения жестких смесей, поэтому прочность бетона невысока. Горизонтальная вибрация обеспечивает для граничных условий стандартного метода значительное снижение (до 16 раз) жесткости бетонной смеси. Интересны также статические зависимости времени переупаковки (формообразования) от ускорения колебаний при различных частотах (рис. 4).
Рис. 4. Зависимость времени формообразования tф, при вертикальных колебаниях от ускорения при частотах: 1-4 - соответственно 50, 30, 20 и 10 Гц.
Скорость перекомпоновки частиц может быть при низких частотах в 5-10 раз выше по сравнению со стандартными режимами. Более подробные исследования режима перекомпоновки (формообразования) приведены для вертикально направленных колебаний с частотой 15 Гц и ускорением 2g (рис. 5). Время виброуплотнения бетонной смеси для низких частот составляет примерно 0,3-0,5 жесткости бетонной смеси. При этом даже для первой стадии обеспечивается высокая прочность бетона. Режимы формования для бетонных смесей жесткостью 40-140 с. рекомендуются при частоте 10-15 Гц и ускорении до 2g.
Рис. 5. Составы бетона и свойства бетонной смеси
