Zagęszczanie
Wibrator wgłębny to ręczne narzędzie, które zagęszcza świeży beton od środka: wibrującą stalową buławę na końcu elastycznego węża zanurza się w mieszance, gdzie jej wysokoczęstotliwościowa wibracja usuwa uwięzione powietrze. Nazywany też wibratorem wewnętrznym, zanurzeniowym lub igłowym, jest standardowym sposobem zagęszczania betonu konstrukcyjnego, tak aby stwardniał gęsty, mocny i wolny od pustek.
Gdy świeży beton zostaje ułożony, zawiera zaskakująco dużo uwięzionego powietrza — często od 5 do 20 procent objętościowo. Pozostawione w mieszance powietrze zastyga jako pustki i raki: słabe miejsca, które obniżają wytrzymałość, przepuszczają wodę i chlorki do zbrojenia oraz skracają żywotność konstrukcji. Wibrator wewnętrzny to narzędzie, które je usuwa. Wibrująca stalowa buława — zwykle nazywana po prostu buławą — osadzona jest na końcu elastycznego węża i zanurzana wprost w mieszance, tak aby wibracja działała od wewnątrz betonu, a nie od powierzchni. W zależności od regionu i branży usłyszysz o nim jako o wibratorze wgłębnym, wewnętrznym, zanurzeniowym lub igłowym; na innych rynkach to samo narzędzie nazywane jest trilnaald czy Rüttelflasche. Wszystkie te nazwy opisują to samo urządzenie. Lievers Holland projektuje i buduje tego rodzaju maszyny do zagęszczania betonu w Mijdrecht w Holandii od 1954 roku.
Wewnątrz stalowej buławy mimośrodowy ciężarek lub wahadło wiruje z dużą prędkością i uderza w wewnętrzną ściankę buławy, wprawiając całą głowicę w szybkie drgania. Typowa buława budowlana pracuje z częstotliwością około 12 000 drgań na minutę — na przykład Lievers P18Li drga z prędkością około 12 000 drgań na minutę przez wymienne buławy 28, 38 i 45 mm. Energia ta przechodzi wprost do otaczającego betonu i na krótko go upłynnia, dzięki czemu uwięzione powietrze unosi się ku powierzchni i uchodzi, a zaczyn cementowy w pełni opływa zbrojenie i wypełnia narożniki deskowania. Beton jest zagęszczony, gdy duże pęcherze powietrza przestają się unosić, cienka warstewka zaczynu pokrywa powierzchnię wokół buławy, a ton wibratora się ustala. Buławę wyciąga się wówczas powoli, tak aby beton zamknął się za nią, a operator przechodzi do kolejnego punktu zanurzenia. Każde zanurzenie zagęszcza w przybliżeniu okrągłą strefę, więc punkty rozmieszcza się tak, by na siebie nachodziły — zwykle w odstępie około 50 cm dla typowej buławy budowlanej.
Wibratory wgłębne dzieli się głównie według sposobu napędu buławy:
W obrębie każdego typu różne rozmiary buław i długości węży pozwalają dopasować narzędzie do betonowanego elementu.
Średnica buławy to główna decyzja przy doborze rozmiaru. Popularne buławy mają od około 25 do 65 mm, a wybór jest kompromisem. Mniejsza buława — około 28 mm — mieści się w cienkich przekrojach, gęsto zbrojonych elementach i formach prefabrykatów, gdzie dostęp jest ograniczony, ale zagęszcza węższą strefę na jedno zanurzenie. Większa buława — 45 mm i więcej — przemieszcza znacznie więcej betonu na jedno zanurzenie i nadaje się do masywnych betonowań, fundamentów i grubych ścian, kosztem dodatkowej masy i większych drgań docierających do dłoni operatora. Średnica buławy wyznacza też promień zagęszczania: w całej gamie wysokiej częstotliwości Lievers zagęszczana strefa sięga od około 45 cm dla najmniejszej buławy do około 85 cm dla największej, co decyduje o sensownym rozstawie zanurzeń. Większa nie oznacza automatycznie lepszej — właściwa buława to ta, która dociera do betonu i dostarcza wystarczającą energię, nie będąc przy tym nieporęczną.
Wibrator wgłębny to narzędzie do zagęszczania betonu na głębokość: ścian, słupów, fundamentów, belek, grubych płyt i większości elementów konstrukcyjnych, w których mieszanka musi opłynąć gęste zbrojenie. Ponieważ działa od wewnątrz mieszanki, osiąga zagęszczenie, którego metody powierzchniowe nie są w stanie zapewnić. Narzędzia powierzchniowe — takie jak listwa lub belka wibracyjna — obrabiają jedynie górną warstwę płyty, zagęszczając ją i wyrównując; przy betonowaniu posadzki używa się obu narzędzi razem, gdzie buława zagęszcza całą głębokość, a listwa wykańcza powierzchnię. Jest jeden ważny wyjątek: beton samozagęszczalny (SCC) zaprojektowano tak, by płynął i uwalniał powietrze pod własnym ciężarem, i nie wolno go wibrować buławą, gdyż spowodowałoby to segregację. Dla zwykłego betonu konstrukcyjnego jednak wibrator wgłębny pozostaje najpewniejszym sposobem uzyskania pełnej wytrzymałości i trwałości.
O autorze
Lievers Holland projektuje i produkuje maszyny do zagęszczania i wykańczania betonu w Mijdrecht w Holandii od 1954 roku. Nasze poradniki pisze ten sam zespół inżynierów, który buduje maszyny.
Wibrator wgłębny to ręczne narzędzie, które zagęszcza świeży beton od wewnątrz. Wibrującą stalową buławę na końcu elastycznego węża zanurza się w mieszance, a jej szybka wibracja usuwa uwięzione powietrze, dzięki czemu beton gęsto układa się wokół zbrojenia. Nazywany jest też wibratorem wewnętrznym, zanurzeniowym lub igłowym i stanowi standardowe narzędzie do zagęszczania betonu konstrukcyjnego.
Wewnątrz stalowej buławy mimośrodowy ciężarek lub wahadło wiruje z dużą prędkością i uderza w jej wewnętrzną ściankę, wprawiając ją w drgania o częstotliwości około 12 000 drgań na minutę. Zanurzona w świeżym betonie wibracja na krótko upłynnia mieszankę, tak aby uwięzione powietrze uszło, a zaczyn cementowy opłynął zbrojenie. Gdy pęcherzyki powietrza ustają, a na powierzchni pojawia się warstewka zaczynu, beton jest zagęszczony i buławę wyciąga się powoli.
Służą do zagęszczania świeżego betonu konstrukcyjnego na głębokość — ścian, słupów, fundamentów, belek i grubych płyt — usuwając uwięzione powietrze, które w przeciwnym razie zastygłoby jako pustki i raki. Prawidłowa wibracja wewnętrzna daje gęstszy, mocniejszy, trwalszy beton i czystszą powierzchnię. Głównym wyjątkiem jest beton samozagęszczalny, zaprojektowany tak, by odpowietrzać się samodzielnie, którego nie wolno wibrować.
Dobiera się je głównie według średnicy buławy, zwykle od około 25 do 65 mm. Mniejsze buławy (około 28 mm) nadają się do cienkich, gęsto zbrojonych lub prefabrykowanych przekrojów; większe buławy (38, 45 mm i więcej) zagęszczają więcej betonu na jedno zanurzenie przy masywnych betonowaniach i fundamentach. Większe buławy obejmują też szerszy promień zagęszczania — od około 45 cm do około 85 cm w gamie wysokiej częstotliwości Lievers — ale są cięższe i przenoszą więcej drgań na operatora.
Wibrator wgłębny (wewnętrzny) zanurza się bezpośrednio w betonie i zagęszcza go na całej głębokości elementu. Wibrator zewnętrzny lub powierzchniowy — taki jak listwa, belka wibracyjna czy wibrator mocowany do deskowania — działa od zewnątrz, obrabiając górną powierzchnię lub deskowanie. Buławy wewnętrzne stosuje się do ścian, słupów i grubych betonowań; narzędzia powierzchniowe wykańczają i wyrównują płyty. Przy pracach posadzkowych oba są zwykle łączone.
Niekoniecznie. Modele bezprzewodowe, takie jak Lievers P18Li, pracują na wymiennym akumulatorze litowo-jonowym 18 V, co czyni je odpowiednimi na budowy bez zasilania. Elektryczne modele wysokiej częstotliwości pracują z sieci — niektóre przez osobną przetwornicę częstotliwości, inne, jak Lievers LHF-E, dzięki wbudowanemu falownikowi działającemu wprost ze standardowego gniazdka jednofazowego bez zewnętrznej przetwornicy. Buławy pneumatyczne działają natomiast na sprężone powietrze.
InstrukcjaPrzewodnik krok po kroku po zagęszczaniu świeżego betonu wibratorem wgłębnym (zanurzeniowym) — technika zanurzania, rozstaw, jak długo wibrować i jak uniknąć przewibrowania.
Czytaj artykułWyjaśnienieCo „wysoka częstotliwość” oznacza dla wibratorów wgłębnych do betonu, dlaczego wyższa częstotliwość wibracji daje drobniejsze i szybsze zagęszczanie, jaka jest różnica między osobną przetwornicą częstotliwości a wbudowanym falownikiem oraz jak dobrać właściwy zestaw.
Czytaj artykuł
