Komprimering
Høyfrekvent vibrering komprimerer betong ved at det nedsenkede vibratorhodet svinger med rundt 200 Hz — omtrent 12 000 vibrasjoner per minutt — i stedet for de 50 Hz du får rett fra strømnettet. Den langt raskere svingningen driver innesluttet luft finere og raskere ut, og derfor gir høyfrekvente innvendige vibratorer tettere og sterkere betong og takler tett armering og høykvalitetsmasser langt bedre.
I prinsippet virker alle innvendige vibratorer likt: Et stålhode senkes ned i fersk betong, der det svinger raskt og rister innesluttet luft ut av massen slik at pastaen flyter tett rundt armeringen. Det som skiller verktøyene, er *hvor raskt* hodet vibrerer — frekvensen.
En enkel vibrator som drives rett fra en vanlig strømforsyning, er begrenset av nettfrekvensen, som er 50 Hz i Europa (60 Hz i Nord-Amerika). En høyfrekvent innvendig vibrator kjører i stedet en elektromotor på langt høyere turtall og gir en vibrasjonsfrekvens på rundt 200 Hz i hodet — omtrent fire ganger raskere. I praksis tilsvarer det omtrent 12 000 vibrasjoner per minutt. Lievers, som har utviklet og produsert maskiner for betongkomprimering i Mijdrecht i Nederland siden 1954, bruker nettopp dette prinsippet i hele sitt stavvibratorsortiment.
For å nå 200 Hz må frekvensen på strømmen som mater motoren, økes. Det gjøres enten med en separat frekvensomformer mellom strømnettet og vibratoren, eller med elektronikk innebygd i selve verktøyet — mer om det skillet nedenfor.
Frekvens og amplitude gjør ulike jobber inne i betongen. Amplituden — hvor langt hodet fysisk beveger seg — bestemmer hvor langt vibrasjonen når ut i massen. Frekvensen — hvor ofte det beveger seg — styrer hvordan de enkelte partiklene reagerer.
Ved lav frekvens bearbeides massen i relativt grove, langsomme støt. Økes frekvensen til rundt 200 Hz, tilføres langt flere energisykluser per sekund, og de raske syklusene virker spesielt godt på de mindre partiklene av sand og sementpasta. Resultatet er en grundigere avlufting av finstoffet i massen: Boblene drives mer fullstendig ut, og betongen komprimeres på kortere tid per innstikk. I praksis når et høyfrekvent hode full komprimering raskere, noe som gir raskere støp og mindre slitne operatører på lange jobber.
Den finere og raskere virkningen er også mer skånsom mot massen når den brukes riktig, fordi operatøren bruker kortere tid på hvert innstikkspunkt for å oppnå samme tetthet.
Fordelen er tydeligst i krevende arbeid. Tett armerte tverrsnitt — der armeringsjernene ligger tett og tilkomsten for staven er trang — er nettopp der innesluttet luft setter seg fast og steinreir oppstår. De raske, fine syklusene i en høyfrekvent vibrator arbeider luften ut av disse trange sonene mer pålitelig enn et langsomt, grovt støt.
Det samme gjelder arkitektonisk betong og høyfast betong, der et tett, jevnt og porefritt resultat er selve poenget. Fordi høyfrekvent komprimering avlufter pastaen så grundig, bidrar den til de glatte overflatene og den jevne styrken slike masser er spesifisert for. For tynne tverrsnitt og prefabrikkerte elementer kan et mindre høyfrekvent hode arbeides inn i trange rom og likevel gi full komprimering.
Det finnes to måter å skaffe den høyfrekvente strømmen en høyfrekvent motor trenger.
Den tradisjonelle løsningen er en separat frekvensomformer: en frittstående enhet som kobles til strømnettet og leverer en trefaset forsyning med høyere frekvens (typisk rundt 200 Hz) til én eller flere vibratorer. Én omformer kan ofte mate flere staver samtidig, noe som passer store støper der et arbeidslag kjører flere vibratorer parallelt. Ulempen er én boks ekstra å frakte, plassere og kable opp på anlegget.
Det moderne alternativet bygger elektronikken inn i verktøyet. En høyfrekvent stavvibrator med integrert omformer — som Lievers LHF-E — har omformeren innebygd i huset. Den gjør enfaset nettstrøm om til en trefaset 200 Hz-forsyning internt og driver hodet med cirka 12 000 vibrasjoner per minutt, slik at den kan plugges rett i en vanlig enfase stikkontakt uten separat omformer. Det fjerner en utstyrsenhet fra anlegget og forenkler oppsettet for én operatør. Elektronikken er forseglet mot fukt og vibrasjon for å tåle forholdene på byggeplassen.
En tredje vei dropper strømnettet helt: En batteridrevet høyfrekvent stavvibrator som Lievers P18Li lager den høyfrekvente vibrasjonen mekanisk fra et 18 V-batteri og gir de samme ~12 000 vibrasjonene per minutt der det ikke finnes strøm i det hele tatt.
Start med arbeidet, deretter strømkilden:
For det meste av armert betong og høykvalitetsbetong er høyfrekvent innvendig vibrering standarden å sikte mot — og en integrert omformer er den enkleste veien dit fra én stikkontakt.
Om forfatteren
Lievers Holland har utviklet og produsert maskiner for betongkomprimering og glatting i Mijdrecht i Nederland siden 1954. Guidene våre er skrevet av det samme ingeniørteamet som bygger maskinene.
Det er en innvendig betongvibrator der stålhodet vibrerer med høy frekvens — rundt 200 Hz, eller omtrent 12 000 vibrasjoner per minutt — i stedet for de 50 Hz som er tilgjengelig rett fra strømnettet. En høyfrekvent motor i hodet mates med strøm med høyere frekvens, enten fra en separat frekvensomformer eller fra en omformer bygget inn i verktøyet. Hodet senkes ned i fersk betong for å drive ut innesluttet luft og komprimere massen.
Forskjellen er vibrasjonsfrekvensen. En vanlig vibrator som går rett på strømnettet, er begrenset til 50 Hz (60 Hz i Nord-Amerika), mens en høyfrekvent vibrator går på rundt 200 Hz — omtrent fire ganger raskere, rundt 12 000 vibrasjoner per minutt. Den høyere frekvensen virker bedre på den fine sanden og pastaen i massen, så den avlufter betongen finere og raskere, spesielt i krevende støper.
Fordi den komprimerer finere og raskere. De raske syklusene på rundt 200 Hz driver luften mer grundig ut av finstoffet i massen og gir tettere, sterkere og mer bestandig betong med færre porer og mindre steinreir. Den når også full komprimering på kortere tid per innstikk, noe som gir raskere støp og mindre slitne operatører.
Ikke alltid. En høyfrekvent motor trenger strøm med høyere frekvens, men den kan komme fra en separat frekvensomformer eller fra en omformer integrert i verktøyet. En stav med integrert omformer — som Lievers LHF-E — lager sin egen 200 Hz-forsyning internt og går rett i en standard enfase stikkontakt, så ingen separat omformer er nødvendig. En frittstående omformer er fortsatt fornuftig når du vil kjøre flere staver fra én enhet på en stor støp.
Ja, som regel. Tett armerte tverrsnitt fanger luft i de trange mellomrommene mellom jernene, og det er der steinreir oppstår. Den fine, raske virkningen til en høyfrekvent vibrator arbeider luften ut av disse trange sonene mer pålitelig enn et langsommere, grovere støt, så den er førstevalget for tungt armert betong og høykvalitetsbetong. Det er også viktig å tilpasse hodediameteren til tilkomsten — et mindre hode når inn i tett armering.
Innvendige vibratorer for konstruksjonsbetong opererer typisk i det høyfrekvente området rundt 150–250 Hz, der cirka 200 Hz (omtrent 12 000 vibrasjoner per minutt) er vanlig for stavvibratorer. Det er langt over de 50 Hz et rent nettdrevet verktøy gir, og virker effektivt på sanden og sementpastaen. Vibrer alltid hvert innstikk bare til luftboblene slutter å stige, for å unngå overvibrering og separasjon.
ForklaringEn lettfattelig forklaring av stavvibratorer (innvendige betongvibratorer) – hva de er, hvordan den vibrerende staven komprimerer fersk betong, de viktigste drivtypene, hvordan stavdiameteren velges, og når du bør bruke en i stedet for en overflatemetode.
Les artikkelenForklaringEn lettfattelig forklaring på om betongvibratoren din trenger en separat frekvensomformer: hva en omformer gjør, når den er nødvendig, når den ikke er det, og hvordan du dimensjonerer en omformer til stavvibratorene den skal drive.
Les artikkelen
