Tiivistäminen
Korkeataajuinen tärytys tiivistää betonia värähdyttämällä upotettua sauvan kärkeä noin 200 Hz:n taajuudella – noin 12 000 värähdystä minuutissa – sen sijaan, että käytettäisiin verkkovirrasta suoraan saatavaa 50 Hz:ä. Tuo paljon nopeampi jakso ajaa loukkuun jääneen ilman ulos hienommin ja nopeammin, minkä vuoksi korkeataajuiset sisäiset täryttimet tuottavat tiiviimpää, lujempaa betonia ja selviävät paljon paremmin ahtaasta raudoituksesta ja korkealaatuisista massoista.
Jokainen sisäinen tärytin toimii periaatteessa samalla tavalla: teräksinen sauvan kärki upotetaan tuoreeseen betoniin, jossa se värähtelee nopeasti ja ravistaa loukkuun jääneen ilman ulos massasta, jotta liima virtaa tiiviisti raudoituksen ympärille. Työkalut erottaa toisistaan se, *kuinka nopeasti* kärki värähtelee – sen taajuus.
Tavallinen tärytin, jota käytetään suoraan vakiosähkösyötöstä, on rajoitettu verkkotaajuuteen, joka on 50 Hz Euroopassa (60 Hz Pohjois-Amerikassa). Korkeataajuinen sisäinen tärytin sen sijaan käyttää sähkömoottoria paljon suuremmalla nopeudella, tuottaen kärjessä noin 200 Hz:n värähtelytaajuuden – noin neljä kertaa nopeamman. Arkikielellä se on noin 12 000 värähdystä minuutissa. Lievers, joka on suunnitellut ja valmistanut betonin tiivistyskoneita Mijdrechtissä, Alankomaissa, vuodesta 1954, käyttää juuri tätä periaatetta koko sauvatärytinmallistossaan.
200 Hz:n saavuttamiseksi moottoria syöttävän virran taajuutta on nostettava. Tämä tehdään joko erillisellä taajuusmuuttajalla, joka asetetaan verkkovirran ja täryttimen väliin, tai itse työkaluun sisäänrakennetulla elektroniikalla – tästä erosta lisää alla.
Taajuus ja amplitudi tekevät betonin sisällä eri työt. Amplitudi – kuinka kauas kärki fyysisesti liikkuu – määrää, kuinka syvälle värähtely ulottuu massaan. Taajuus – kuinka usein se liikkuu – ohjaa, miten yksittäiset partikkelit reagoivat.
Matalalla taajuudella massaa työstetään suhteellisen karkeilla, hitailla sysäyksillä. Taajuuden nostaminen noin 200 Hz:iin kohdistaa paljon enemmän energiajaksoja sekunnissa, ja nuo nopeat jaksot kytkeytyvät erityisen hyvin hiekan ja sementtiliiman pienempiin partikkeleihin. Tuloksena massan hienoaineksesta poistuu ilma perusteellisemmin, joten kuplat ajetaan ulos täydellisemmin ja betoni tiivistyy lyhyemmässä ajassa upotusta kohti. Käytännössä korkeataajuinen kärki saavuttaa täyden tiivistyksen nopeammin, mikä nopeuttaa valua ja vähentää käyttäjän väsymystä pitkissä töissä.
Tuo hienompi, nopeampi toiminta on oikein käytettynä myös hellävaraisempi massalle, koska käyttäjä viettää vähemmän aikaa kussakin upotuskohdassa saman tiheyden saavuttamiseksi.
Etu on selvin vaativassa työssä. Tiheästi raudoitetut osat – joissa raudoitus on lähekkäin ja sauvan pääsy on ahdas – ovat juuri niitä kohtia, joihin loukkuun jäänyt ilma taipuu kertymään ja joihin harvavalu muodostuu. Korkeataajuisen täryttimen nopeat, hienot jaksot työstävät ilman ulos näistä ahtaista alueista luotettavammin kuin hidas, karkea sysäys.
Sama pätee korkealaatuiseen arkkitehtoniseen tai suurlujuusbetoniin, jossa tiivis, tasainen, huokoseton lopputulos on koko tarkoitus. Koska korkeataajuinen tiivistys poistaa liiman ilman niin perusteellisesti, se auttaa saavuttamaan sileät pinnat ja tasaisen lujuuden, joita näiltä massoilta vaaditaan. Ohuille osille ja elementeille pienempi korkeataajuinen kärki voidaan työstää ahtaisiin tiloihin ja silti saavuttaa täysi tiivistys.
On kaksi tapaa saada korkeataajuisen moottorin tarvitsema korkeataajuisempi virta.
Perinteinen lähestymistapa käyttää erillistä taajuusmuuttajaa: itsenäistä yksikköä, joka kytketään verkkovirtaan ja tuottaa korkeataajuisemman kolmivaihesyötön (tyypillisesti noin 200 Hz) yhdelle tai useammalle täryttimelle. Yksi muuntaja voi usein syöttää useita sauvoja kerralla, mikä sopii suuriin valuihin, joissa työryhmä käyttää useita täryttimiä yhtä aikaa. Haittapuolena on yksi lisälaatikko kuljetettavaksi, sijoitettavaksi ja kaapeloitavaksi työmaalla.
Nykyaikainen vaihtoehto rakentaa elektroniikan työkaluun. Korkeataajuinen sauva integroidulla invertterillä – kuten Lievers LHF-E – kantaa oman muuntajansa kotelon sisällä. Se muuntaa yksivaiheisen verkkovirran 200 Hz:n kolmivaihelähdöksi laitteen sisällä, käyttäen kärkeä noin 12 000 värähdyksellä minuutissa, joten se kytketään suoraan tavalliseen yksivaiheiseen pistorasiaan ilman erillistä muuntajaa. Se poistaa yhden laitteen työmaalta ja yksinkertaistaa käyttöönottoa yhdelle käyttäjälle. Elektroniikka on tiivistetty kosteutta ja tärinää vastaan kestämään työmaaolosuhteet.
Kolmas reitti luopuu verkkovirrasta kokonaan: langaton korkeataajuinen sauva, kuten Lievers P18Li, tuottaa korkeataajuisen värähtelyn mekaanisesti 18 V:n akusta, antaen saman noin 12 000 värähdystä minuutissa siellä, missä sähköä ei ole lainkaan.
Aloita työstä, sitten voimanlähteestä:
Useimmalle raudoitetulle ja korkealaatuiselle betonille korkeataajuinen sisäinen tärytys on tavoiteltava standardi – ja integroitu invertteri on helpoin tapa saada se yhdestä pistorasiasta.
Tietoa kirjoittajasta
Lievers Holland on suunnitellut ja valmistanut betonin tiivistys- ja viimeistelykoneita Mijdrechtissä Alankomaissa vuodesta 1954. Oppaamme kirjoittaa sama insinööritiimi, joka rakentaa koneet.
Se on sisäinen (upotus)betonitärytin, jonka teräksinen sauvan kärki värähtelee korkealla taajuudella – noin 200 Hz eli noin 12 000 värähdystä minuutissa – sen sijaan, että käytettäisiin verkkovirrasta suoraan saatavaa 50 Hz:ä. Kärjen korkeataajuista moottoria syöttää korkeataajuisempi virta, joka tulee joko erillisestä taajuusmuuttajasta tai työkaluun rakennetusta invertteristä. Kärki upotetaan tuoreeseen betoniin ajamaan loukkuun jäänyt ilma ulos ja tiivistämään massa.
Ero on värähtelytaajuudessa. Suoraan verkkovirralla käyvä tavallinen tärytin on rajoitettu 50 Hz:iin (60 Hz Pohjois-Amerikassa), kun taas korkeataajuinen tärytin käy noin 200 Hz:llä – noin neljä kertaa nopeammin, noin 12 000 värähdystä minuutissa. Korkeampi taajuus kytkeytyy paremmin massan hienoon hiekkaan ja liimaan, joten se poistaa betonista ilman hienommin ja nopeammin, erityisesti vaativissa valuissa.
Koska se tiivistää hienommin ja nopeammin. Noin 200 Hz:n nopeat jaksot ajavat ilman ulos massan hienoaineksesta perusteellisemmin, antaen tiiviimpää, lujempaa ja kestävämpää betonia, jossa on vähemmän huokosia ja vähemmän harvavalua. Se myös saavuttaa täyden tiivistyksen lyhyemmässä ajassa upotusta kohti, mikä nopeuttaa valua ja vähentää käyttäjän väsymystä.
Ei aina. Korkeataajuinen moottori tarvitsee korkeataajuisemman virran, mutta se voi tulla erillisestä taajuusmuuttajasta tai työkaluun integroidusta invertteristä. Sauva, jossa on integroitu invertteri – kuten Lievers LHF-E – tuottaa oman 200 Hz:n syöttönsä sisäisesti ja kytketään suoraan tavalliseen yksivaiheiseen pistorasiaan, joten erillistä muuntajaa ei tarvita. Itsenäinen muuntaja on silti järkevä, kun halutaan käyttää useita sauvoja yhdestä yksiköstä suuressa valussa.
Kyllä, yleensä. Tiheästi raudoitetut osat vangitsevat ilmaa raudoitustankojen väliin ahtaisiin rakoihin, ja juuri sinne harvavalu muodostuu. Korkeataajuisen täryttimen hieno, nopea toiminta työstää ilman ulos näistä ahtaista alueista luotettavammin kuin hitaampi, karkeampi sysäys, joten se on suositeltavin valinta voimakkaasti raudoitetulle ja korkealaatuiselle betonille. Myös kärjen halkaisijan sovittaminen käytettävissä olevaan pääsyyn on tärkeää – pienempi kärki ylettyy ahtaaseen raudoitukseen.
Rakennebetonin sisäiset täryttimet toimivat tyypillisesti korkeataajuisella alueella noin 150–250 Hz, ja noin 200 Hz (noin 12 000 värähdystä minuutissa) on yleinen sauvatäryttimille. Tämä on selvästi korkeampi kuin pelkän verkkovirtakäyttöisen työkalun 50 Hz ja tehokas hiekan ja sementtiliiman ilman poistamisessa. Tärytä jokaista upotusta aina vain, kunnes ilmakuplat lakkaavat nousemasta, jotta vältät ylitärytyksen ja erottumisen.
SelitysSelkokielinen selitys sisäisistä (sauva)betonitäryttimistä – mitä ne ovat, miten värähtelevä kärki tiivistää tuoreen betonin, tärkeimmät voimanlähdetyypit, miten kärjen halkaisija valitaan ja milloin sauvaa käytetään pintamenetelmän sijaan.
Lue artikkeliSelitysSelkokielinen selitys siitä, tarvitseeko betonitäryttimesi erillisen taajuusmuuttajan: mitä muuntaja tekee, milloin se tarvitaan, milloin ei, ja miten mitoittaa se käytettäviin sauvatäryttimiin.
Lue artikkeli
