ویبره زدن بتن و روش صحیح آن

کیفیت بتن نهایی و خشک شده به عوامل زیادی بستگی دارد. یکی از این عوامل مهم و حیاتی ویبره زدن بتن خیس می باشد. هنگامی که بتن ریزی تمام می شود این کار یکی از الزامات متراکم سازی بتن است. مرحله متراکم کردن بتن یکی از مهم ترین مراحل بتن ریزی در پروژه های ساختمان سازی به حساب می آید. هنگامی که بتن مرطوب است حدود 20% حجم آن هوا می باشد. اگر این هوای اضافی از بین نرود، تراکم بتن و در نتیجه مقاومت آن کاهش می یابد و احتمال نفوذ آب در آن افزایش می یابد.

در گذشته برای متراکم کردن بتن از روش کوبیدن روی آن استفاده می کردند. با کوبیدن بتن و متراکم شدن آن، بتن به بالاترین سطح چگالی خود می رسید و هدف هم همین بود. امروزه برای متراکم کردن بتن از ویبراتور بتن یا لرزاننده بتن استفاده می کنند. با استفاده از ویبره بتن سنگدانه‌ ها و دیگر مواد موجود در بتن نرم می شوند و بتن به حالتی تبدیل می شود که کمترین فضا را اشغال می کند.

چرا ویبره کردن بتن اهمیت زیادی دارد؟

همانطور که در بالا گفته شد، متراکم کردن بتن از مهم ترین مراحل بتن ریزی است. هنگام ریختن بتن، ممکن است صدها یا حتی هزاران حباب هوا در آن به وجود بیاید که این حباب ها می توانند ساختار بتن را به میزان قابل توجهی ضعیف کنند. برای از بین بردن این حباب ها و هوای اضافی از ویبره بتن استفاده می شود و به این کار ویبراسیون بتن می گویند. ویبره زدن بتن با تکان دادن شدید بتن تازه ریخته شده، هوای موجود در بتن مرطوب را از بین می برد تا بتن مقاوم شود و در آینده آب به آن نفوذ نکند.

لرزش و ویبراسیون بتن بسیار مهم است زیرا با از بین بردن حباب های هوا و نرم کردن ذرات سنگدانه، چگالی بتن افزایش می یابد و استحکام بتن بیشتر می شود. در واقع ویبره کردن بتن و متراکم کردن آن منجر به ایجاد ساختار بتنی قوی تر و با دوام تر می شود. بتنی که متراکم نشده باشد، پر از حباب های هوای کوچک (که گاهی به عنوان لانه زنبوری نیز شناخته می شوند) است که وجود این حباب ها باعث ضعیف شدن بتن و نفوذ آب به آن می شود.

در حین ویبره زنی بتن، مهندسین پروژه باید اطمینان حاصل كنند كه ارتعاش لازم روی كل توده بتن به طور یکنواخت اعمال می شود. این امر به این دلیل است که اگر ویبره زدن طور یکنواخت انجام نشود ، مقداری از حجم بتن کاملاً فشرده و برخی از قسمتها فشرده نشده باقی می مانند. همچنین باید به میزان زمان انجام ارتعاش مخلوط بتن دقت ویژه ای داشت. زیرا بیش از ارتعاش بتن باعث جداسازی بیش از اندازه ترکیبات بتن می شود. بنابراین در طول فرآیند لرزش ، قوام یافتن مناسب بتن هدف اصلی است.

اگر در مرحله بتن ریزی ویبره زنی انجام نشود و هوای اضافی بتن از بین نرود، بتن به شدت سست می شود و به راحتی آب به آن نفوذ می کند و از بین می رود. بنابراین این کار از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و یکی از مهم ترین مراحل بتن ریزی می باشد.

انواع روشهای ویبره کردن بتن

برای انجام ویبراسیون از تجهیزات این کار شامل ویبراتور بتن و شیلنگ ویبراتور استفاده می شود. ویبراتور اصطکاک داخلی بین سنگدانه ‌ها را از بین می برد و حرکت آنها در کنار یکدیگر را نرم ‌تر و راحت ‌تر می کند. چگونگی استفاده از ابزارهای ویبراسیون نیز از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا اگر به شکل صحیح از آن استفاده نشود، مشکلات زیادی به وجود می آید.

روشهای ویبره زنی بتن شامل 4 مدل اصلی میشود:

1- ویبراتور داخلی:

ویبراتور داخلی پر استفاده ترین نوع ویبراتور می باشد که دارای یک موتور و یک شیلنگ انعطاف پذیر است و به دلیل شکل لوله ای که دارد، معمولا با عنوان “پوکر ویبراتور ” شناخته می شود. میله داخل بتن فرو می رود و سپس با نیرویی که ویبراتور بتن به آن وارد می کند، شروع به لرزش می کند. این ویبراتور از طریق لایه بالایی و حداکثر تا 150 میلی متر به لایه قبلی نفوذ می کند تا هر دولایه را متراکم سازد.

هنگامی که از ویبراتور داخلی استفاده می کنید باید شیلنگ ویبره را به آرامی و با سرعت 25 میلی متر بر ثانیه از بتن خارج کنید تا جای خالی آن داخل بتن نماند و دوباره حباب هوا ایجاد نشود. میزان شعاع لرزش تولید شده کاملا بستگی به قطر ویبراتور دارد. ویبره های داخلی معمولا از طریق سوخت، برق یا موتورهای هوای فشرده شده تغذیه می شوند.

هنگام پایان فرآیند و استفاده از ویبراتور داخلی، باید 15 الی 20 ثانیه آن را ثابت نگه دارید تا حباب های هوا نیز کاملا از بین بروند و دوباره ایجاد نشوند. پایان ویبراسیون از ظاهر و وضع سطح بیرونی بتن مشخص می شود. سطح بیرونی بتن نباید به شکل لانه زنبوری باشد؛ همچنین نباید هیچ ملات اضافه ای روی آن دیده شود.

2 – ویبراتور خارجی:

از این ویبراتور برای بتن های پیش ساخته و سازه هایی که چگالی بالایی دارند، استفاده می شود و خیلی معمول و پر استفاده نیست. ویبراتور خارجی با قالب های مخصوصی طراحی شده اند. این ویبراتور با ایجاد ارتعاش مداوم، حباب های درون بتن را از بین می برد و باعث تراکم بتن می شود. از ویبراتور خارجی همچنین برای کف های بتونی، سقف های بتنی و دیوارهای یک طرفه استفاده می شود.

3 – ویبراتور سطحی:

در این نوع ویبره بتن سطح لرزش بسیار بالا است. ویبراتور سطحی با وسیله ای به شکل صفحه تخت، بر بتن لرزش وارد می کند. این ویبراتور دارای صفحات 200 میلیمتری می باشد. ویبراتور سطحی، یک نیروی خارجی را روی بتن اعمال می کند و کار در مقیاس های بزرگتر را آسان تر می کند ولی فقط می تواند به یک عمق محدود برسد.

از این ویبراتور بیشتر برای سنگ فرش خیابان ها، جاده ها، بزرگراه ها و فشرده سازی صفحات بتنی استفاده می شود. با توجه به نوع و اندازه سطح بتن می توان نوع ویبراتور سطحی را انتخاب کرد. هنگامی که از ویبراتور سطحی استفاده می کنید باید حتما همه چیز را دوباره چک کنید تا مطمئن شوید ذرات کاملا فشرده شده اند و فشردگی همه قسمت ها با هم یکسان است.

در ویبره زنی سطحی از یک یا چند موتور ویبره استفاده میشود. این الکترو موتورها دارای یک موتور الکتریکی و روتور می باشد که وزنه ای به روتور وصل می باشد و با حرکت چرخشی روتور ایجاد لرزش کرده و این لرزش را به بدنه قالب بتن انتقال می دهد،این کار موجب تخلیه هوای بتن می شود.

ویبره بدنه بتن در دورهای بالا ضربات ریز و ممتد می زند و بیشتر مخصوص قالب هایی است که نیاز به ضربه ریز و پیوسته دارند و ویبراتور بدنه قالب در دورهای پایین ضربات درشت و گسسته می زند و بیشتر در بدنه هایی استفاده میشود که مواد به دیواره داخلی چسبیده و بایستی توسط ضربات درشت جدا شود.

4 – اهرم لرزاننده:

اهرم لرزاننده که به آن “شیکر اهرم” نیز گفته می شود، یکی از ویبراتورهای مناسب برای ویبراسیون بتن است. این ویبراتور تقریبا مانند ویبراتور داخلی عمل می کند.
اهرم لرزاننده با استفاده از یک نوار تقویت شده لرزش ایجاد می کند و ارتعاش و ویبره را به بتن منتقل می کند و باعث تراکم آن می شود. اهرم لرزاننده در قطرهای مختلف وجود دارد و می تواند باعث صرفه جویی در وقت و انرژی شود.

روش درست و صحیح ویبره زدن بتن

به طور کلی، دو اشتباه رایج هنگام استفاده از عملیات ویبره زدن بتن، خارج کردن سریع سر ویبراتور از بتن و کشیدن آن در داخل بتن میباشد. انجام هر دو این موارد معمولاً برای فرد آموزش ندیده به عنوان یک راه میانبر به نظر میرسد.
در حالی که فرد آموزش دیده میداند که تنها صاف شدن بتن باعث کاهش حفره های هوای موجود در آن نمی شود. کاربر باتجربه میداند که کشیدن شیلنگ در بتن باعث ایجاد کانال و حفره های هوا در بتن می شود. در نتیجه باعث ایجاد ساختاری ضعیف در محصول نهایی ایجاد می کند.

مانند هر ابزار ساختمانی دیگری برای بدست آوردن بهترین نتیجه داشتن دانش استفاده از آن ابزار ضروری است.

1. 1. سایز و اندازه ابزار بر اساس نوع و اندازه پروژه انتخاب نمایید. توجه داشته باشید که فاصله بین آرماتورها و همچنین خیس بودن بتن به اندازه کافی بسیار اهمیت دارد.
   2. قبل از شروع به انجام کار موتور و شیلنگ را تست و بررسی نمایید تا در وضعیت کارکرد مناسب قرار داشته باشند. همچنین داشتن یک عدد یدک نیز ایده خوبی است.
   3. از ریختن بیش از اندازه بتن اجتناب کنید و به مقدار مناسب بتن ریزی کنید. بهتر است این کار را به صورت لایه ای و تقسیم شده انجام دهید. برای نمونه میزان توصیه شده برای هر لایه بتن بین 30 تا 50 سانتی متر میباشد.
   4. بهتر است در انجام ویبره سر شیلنگ ویبراتور را در فواصل حدودی ( تقریبا به اندازه ی 8 تا 10 برابر اندازه قطر پوکر) در بتن فرو رود. این کار باید جوری انجام شود که حداکثر همپوشانی بوجود بیاید. به عکس زیر دقت کنید.
   5. همیشه دقت کنید تا شیلنگ را به صورت عمودی و با حرکات بالا و پایین، به اندازه 10 سانتی متر در لایه جدید ریخته شده وارد بتن نمایید. همچنین نباید زمان زیادی آن را داخل بتن نگه دارید. ویبراتور را هل ندهید و فشار بی جهت به آن وارد نکنید.

      

   6. اینکه هر مکانی از محل بتن ریزی شده چه اندازه به ویبره زنی نیاز دارد به فاکتورهایی مثل نوع بتن و نیز سایز ویبراتور مورد استفاده بستگی دارد. به طور متوسط زمانی بین 5 الی 15 ثانیه اغلب کافی خواهد بود. در عملیات ویبره زنی با عجله عمل نکنید و در عین حال بیش از اندازه این کار را انجام ندهید.
   7. دقت داشته باشید که حداقل فاصله ویبراتور از دیوارها 8 سانتی متر باشد. شلنگ را نباید به داخل آرماتورها فرو کرده و یا نیروی اضافی به آنها وارد کنید.
   8. اگر با دستگاه کار نمیکنید حتما آن را خاموش کنید. روشن ماندن آن خارج از بتن ، برای مدت طولانی ، باعث کوتاه شده عمر مفید آن خواهد شد.

مشکلات ویبره کردن نادرست بتن

ویبره کردن نادرست باعث ایجاد حفره هایی در سطح بتن می شود که لانه زنبوری نامیده می شود. این امر به این دلیل است که هوای گرفتار شده در بتن از بین نمی رود ، و بتن به خوبی نشست نمیکند. در نتیجه حفره ها از مخلوط بتن پر نشده و فضاهای خالی ها پر نمی شوند. از آنجا که این بتن دارای حفره هایی است ، مقاومت بتن می تواند کم شود.

این بتن همچنین می تواند به سرعت خراب شود زیرا آب و سایر مواد می توانند از طریق این منافذ خالی وارد بتن شوند. در نهایت باعث فرسایش آرماتورها و فرسایش بیشتر بتن با گرم شدن و سرد شدن می شود. لذا استفاده درست از ویبراتور بتن و شیلنگ ویبره بتن به نحو درست اهمیت بسیار زیادی در نتیجه کار خواهد داشت.

این مطلب نادرست است که بیشترین میزان بتن که در زیر قرار دارد را نمیتوان به خوبی مرتعش کرد و لرزاند. بهترین روش کار با یک ویبراتور داخلی این است که شیلنگ را به آرامی، حدودا با سرعت یک اینچ در ثانیه، از بتن خارج کرد. تا زمانی که حباب ها همچنان قابل مشاهده هستند لرزش بیشتر لازم است. پیمانکاران گاهی از کارگران میخواهند تا این کار وقت گیر را “کارآمد”، و به سرعت انجام دهند، اما این موضوع میتواند باعث نتیجه ای نامطلوب شود. اگر شما شیلنگ ویبره را برای مدت زمان بسیار زیادی در بتن نگه دارید، آب و دیگر ترکیبات از هم جدا میشوند و باعث ایجاد مشکلات دیگری، از جمله کاهش قدرت بتن و یا ناهمواری آن میشوند.

بهترین راه برای اطمینان از ویبره شدن به اندازه بتن چیست؟

بهترین راه برای اینکه بدانیم ویبره کافی در کار انجام شده، اطمینان از وجود افرادی است که به خوبی برای این کار آموزش دیده اند. نحوه استفاده درست از شیلنگ ویبره یکی از این مراحل است. توضیح این کار هم خیلی ممکن است واضح نباشد و مسئول مربوطه باید برای توضیح روش صحیح زمان لازم را صرف کند.

مسئول آموزش همچنین باید توضیح دهد که چطور میتوان فهمید ویبراتور به درستی در حال انجام است و کامل شده است. این مراحل اضافی بسیاری از مشکلات آینده ناشی از تخریب و تعمیر را برطرف و بسیار کاهش خواهد داد.

فرکانس مناسب شیلنگ برای ویبره زنی بتن

از پیشرفت های قابل توجه در سالهای اخیر در تجهیزات متراکم سازی بتن ، استفاده از مبدل‌های فرکانس برای کنترل سرعت است. از آنجایی که در اغلب مواقع برق تک فاز در دسترس است آن را به برق سه فاز تبدیل می‌کنند. با این اقدام سرعت ویبراتور ثابت میماند و در لود کاری بالا پایدار میماند .

ویبراتور های داخلی به طور معمول باید بتوانند بین ۸۰۰۰ تا ۱۷۰۰۰ لرزش (ارتعاش) در دقیقه ایجاد کنند. البته توجه کنید که در هنگام انتخاب و خرید آنها این تنها فاکتور مد نظر نیست. اگر فرکانس بدون افزایش یا کاهش قدرت (توان) تغییر کند، دامنه نوسان تحت تاثیر قرار خواهد گرفت.

برای اندازه گیری دامنه نوسان فاصله بین سر شیلنگ ، در هنگامی که از یک طرف به سمت طرف دیگر حرکت می کند را اندازه گیری میشود. اگر دامنه نوسان آن ثابت نباشد، هیچ یک از ارتعاشات، شعاع عملیات مؤثری ندارد چون نتیجه آن ایجاد انسجام ناهموار است.

مشخصات مدلهای استاندارد شلنگ ویبراتور بتن

یک شیلنگ ویبره بتن مناسب و استاندارد باید حداقل استانداردهای مورد نیاز را برای کارکرد درست دارا باشد. ما به صورت خلاصه موارد زیر را لیست کرده ایم:

• داشتن مقاومت کافی و قابلیت انعطاف زیاد در برابر پیچ خوردگی و خم خوردگی.
• دارا بودن مقاومت لازم در مقابل پاره شدن و ساییده شدن.
• قابلیت ارتعاش یکدست جهت یکنواخت سازی مناسب بتن برای ایجاد تراکم و مقاومت بالای بتن.
• قابلیت نگهداری و تعمیرات آسان مانند روغن کاری، پاکسازی و روان کاری ابزار.

نکاتی برای افزایش عمر مفید شلنگ ها

• • از موتورهای دارای دور بالا به صورت مداوم و طولانی مدت استفاده نکنید.
  • شیلنگ را در شرایط آب و هوایی مناسب نگهداری کنید. برای مثال نور آفتاب در بلند مدت باعث شکستگی و فرسایش زود هنگام آن میشود.
  • ضربه زدن، خم کردن زیاد و پیچاندن بیش از اندازه باعث ایجاد ترک و شکستگی در شیلنگ خواهد شد.
  • بعد از هر بار استفاده و بخصوص قسمت پوکر را به دقت تمیز کنید. عدم تمیز کاری باعث فرسودگی ابزار خواهد شد.
  • توصیه میشود حدودا پس از هر 100 ساعت کارکرد روغنکاری و روانکاری شفت انجام شود. همچنین پس از حدودا هر 300 ساعت کارکرد پوکر به صورت کامل سرویس و تمیزکاری شود.