ویبره زدن بتن چیست و چرا مهم است؟
یکی از این کار‌ها، متراکم کردن بتن یا اصطلاحا ویبره زدن بتن است که به کمک دستگاهی به نام ویبراتور انجام می شود. این فرایند، برای حذف حباب‌های هوا موجود در بتن، فشرده سازی، افزلیش چگالی بتن و همچنین افزایش خواص مکانیکی آن می باشد.
عملیات بتن ریزی، یکی از فرایند های مهم در ساختمان سازی است که اهمیت بالایی نیز دارد. اغلب افراد فکر می کنند عملیات بتن ریزی فقط شامل تهیه بتن و خود بتن ریزی است اما این گونه نیست بلکه پس از بتن ریزی کار‌هایی دیگری نیز باید انجام شود. یکی از این کار‌ها، متراکم کردن بتن یا اصطلاحا ویبره زدن بتن است که به کمک دستگاهی به نام ویبراتور انجام می شود. این فرایند، برای حذف حباب‌های هوا موجود در بتن، فشرده سازی، افزلیش چگالی بتن و همچنین افزایش خواص مکانیکی آن می باشد. در این فرایند به وسیله دستگاه ویبراتور، که به صورت لرزشی یا کوبشی عمل می کند هوای موجود بین ذرات سیمان تخلیه می‌شود. پس از خروج این هوا، بافت بتن به حداکثر تراکم می‌رسد و اصطکاک بین ذرات کاهش می‌یابد و باعث افزایش خواص مکانیکی سیمان می‌شود.
چرا ویبره زدن بتن مهم است؟
ویبره کردن بتن، امری حیاتی است زیرا با حذف حباب های هوا و فشردن ذرات ترکیبی به یکدیگر، حجم های خالی و حفره‌های درون آن کاهش می‌یابد و باعث افزایش چگالی و خواص مکانیکی، از جمله افزایش مقاومت فشاری، خمشی و کشی بتن می‌شود. همچنین با بهبود چگالی و خواص مکانیکی بتن، مقاومت آن نیز افزایش می یابد که منحجر به ایجاد سازه‌هایی با عمر طولانی و پایدار می شود. همچنین ویبره زدن باعث بهبود سطح ظاهری بتن و کاهش خاکستری آن نیز می‌شود. بنابراین ویبره زدن، از اهمیت بسیاری برخوردار است و باید با روش‌های مناسب و بهینه انجام شود تا بهترین نتیجه ممکن را برای بتن و سازه‌های ساختمانی بدست آورد.
روش صحیح ویبره زدن
ویبره بتن ریزی، اهمیت بسیار زیادی دارد. از این رو، روش انجام آن نیز بسیار مهم است تا بهترین نتیجه ممکن برای بتن و سازه‌های ساختمانی بدست آید. در انتخاب روش مناسب ویبره زدن چند فاکتور مهم باید در نظر گرفته شود مثل: نوع دستگاه ویبراتور، زمان ویبره زدن، تکرار ویبره زدن، حرکت منظم و عدم اعمال فشار زیاد. انجام عمل ویبره زدن بتن به شکل نادرست، باعث لایه لایه شدن بتن و عدم تخلیه کامل حباب‌های هوا می‌شود. در ابتدا باید موتور، شفت و سر ویبراتور بتن متاسب با نوع سازهای که نیاز به لرزش دارد، انتخاب شود که معمولا از موتور‌های ویبراتور الکتریکی استفاده می شود. اندازه سر ویبراتور، به عمق ساختار بستگی دارد به طور مثال، اگر برای یک کف کم عمق باشد، از یک سر کوچکتر استفاده می‌شود و هنگام ارتعاش دیوار‌ها، ستون‌ها و فضاهای محدود باید از سر بلند‌تر و عریض تر استفاده شود. نکته مهم بعدی زاویه سر ویبراتور است که حتما باید 90 درجه باشد تا به لایه‌های عمیق بتن، نفوذ کند.
سر ویبراتور بتن در بین ستون‌های میلگرد قرار می‌گیرد و باید به مدت 5 تا 15 ثانیه در آب فرو رود. سر ویبراتور نباید به زور پایین بیاید، فقط باید با وزن خود زیر آب فرو رود. هنگامی که حباب‌های هوا در نقطه‌ای که در حال ارتعاش هستند از بالا آمدن متوقف شدند، به آرامی سر از بتن خارج می‌شود و به فضای بعدی در میلگرد می‌رود. به خاطر داشته باشید که هد باید کاملاً زیر آب باشد، زیرا باقی ماندن قسمتی از سر در زیر آب ممکن است باعث گرم شدن بیش از حد ویبراتور بتن شود که می تواند به سر، شفت و موتور آسیب برساند. ویبراتور بتن دریلی قیمت یکی از وسایلی است که در آینده از آن بیشتر خواهید شنید.
حداقل و حداکثر زمان ویبره زدن
زمان ارتعاش در هر نقطه، به نوع و ضخامت بتن، اندازه دستگاه ویبراتور و شرایط محیطی بستگی دارد. این زمان لرزش می‌تواند بین 10 تا 30 ثانیه باشد. زمان برای قوام سیال بیشتر کوتاه تر است، زیرا ارتعاش بیش از حد در این مخلوط ها می تواند منجر به جداسازی شود. ارتعاش بیش از حد می تواند منجر به فروپاشی شود. هنگامی که سطح فشرده و براق می‌شود و دیگر حباب‌های هوا بیرون نمی‌ایند، بتن به خوبی مرتعش می‌شود. همچنین تغییر محسوسی در نویز تولید شده توسط ویبراتور وجود دارد. به طور کلی مدت زمان لازم برای ویبره زدن بتن یک سازه، بر اساس شرایط پروژه تعیین می‌شود. بسیاری از عیوب سازهای، ناشی از لرزش عجولانه و نامنظم بتن است.
انواع ویبره در بتن ریزی
در بتن‌ریزی، از انواع مختلف ویبراتورها برای فشردن بتن و حذف حباب‌های هوا استفاده می‌شود. برخی از انواع ویبراتورهای استفاده شده در بتن‌ریزی عبارتند از:
- ویبراتور غوطه‌وری یا سوزنی
- ویبراتور اکستند یا شاتر
- ویبراتور سطحی
- میز ویبره
ویبراتور غوطه‌وری یا سوزنی
ویبراتورهای غوطه‌وری یا سوزنی، بیشترین کاربرد ویبراتور برای بتن هستند. از یک لوله فولادی (با یک سر بسته و گرد) تشکیل شده است که یک عنصر ارتعاشی غیرعادی در داخل آن وجود دارد. این لوله فولادی، به نام پوکر از طریق یک لوله انعطاف پذیر به موتور الکتریکی یا موتور دیزل متصل می شود. آنها در اندازه های مختلف از 40 تا 100 میلی متر قطر موجود هستند. قطر پوکر با در نظر گرفتن فاصله بین میله های تقویت کننده در قالب تعیین می شود. فرکانس ارتعاش تا 15000 دور در دقیقه متغیر است. با این حال محدوده ای بین 3000 تا 6000 دور در دقیقه به عنوان حداقل مطلوب با شتاب 4 گرم تا 10 گرم پیشنهاد می شود. شعاع عملکرد نرمال ویبراتور غوطه وری 0.50 تا 1.0 متر است. با این حال، غوطه ور شدن ویبراتور در بتن در فواصل نه بیشتر از 600 میلی متر یا 8 تا 10 برابر قطر پوکر ترجیح داده می شود. دوره ارتعاش مورد نیاز ممکن است از 30 ثانیه تا 2 دقیقه باشد. بتن باید در لایه هایی با ارتفاع بیش از 600 میلی متر قرار گیرد. ویبراتور های دریلی، جز همین ویبراتورها هستند.
ویبراتور اکستند یا شاتر
این ویبراتورها، در نقاط از پیش تعیین شده به شکل سفت و سخت به کار قالب بسته می شوند تا فرم و بتن دچار ارتعاش شوند. آنها برای یک اثر تراکم معین، نسبت به ویبره های داخلی انرژی بیشتری مصرف می کنند. این ویبراتورها می‌توانند تا 450 میلی‌متر از صورت فشرده شوند، اما با پیشرفت بتن باید از یک مکان به مکان دیگر منتقل شوند. این ویبراتورها در فرکانس 3000 تا 9000 دور در دقیقه با شتاب 4 گرم کار می کنند. ویبراتورهای خارجی اغلب برای پیش ریخته گری مقاطع نازک در محل با شکل و ضخامتی که توسط ویبراتورهای داخلی متراکم نمی شوند استفاده می شود.
ویبراتور سطحی
این نوه ویبراتورها، مستقیماً روی توده بتن قرار می گیرند. آنها برای تراکم عناصر کم عمق مناسب هستند و نباید در زمانی که عمق بتن مورد ارتعاش بیش از 250 میلی متر است استفاده شوند. مخلوط‌های بسیار خشک را می‌توان به بهترین نحو با ویبره‌های سطحی فشرده کرد. ویبراتورهای سطحی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند ویبراتورهای تابه‌ای و کف‌های ارتعاشی هستند. کاربرد اصلی این نوع ویبراتور در تراکم دال های کوچک به ضخامت بیش از 150 میلی متر و وصله کاری و تعمیر دال های روسازی می باشد. فرکانس کاری حدود 4000 دور در دقیقه با شتاب 4 گرم تا 9 گرم است.
میز ویبره
میز ارتعاشی شامل یک پلت فرم فولادی محکم است که بر روی فنرهای انعطاف پذیر نصب شده و توسط یک موتور الکتریکی به حرکت در می آید. فرکانس نرمال ارتعاش 4000 دور در دقیقه با شتاب 4 گرم تا 7 گرم است. میزهای ارتعاشی، در فشرده سازی مخلوط های بتنی سفت و سخت مورد نیاز برای ساخت عناصر پیش ساخته در کارخانه ها و نمونه های آزمایشی در آزمایشگاه ها بسیار کارآمد هستند.
مزایا:
- افرایش مقاومت بتن: با خروج هوای حبابی از بین ذرات بتن، حجم بتن کاهش یافته و بتن به صورت یکنوخت می شود و مقاومت آن افزایش پیدا می کند.
- افزایش چسبندگی بتن: با ویبره زدن بتن، چسبندگی بتن به فولاد تقویتی افزایش می‌یابد که این امر باعث افزایش مقاومت سازه نیز می‌شود.
- کاهش نیاز به تعداد تراکم دهند‌ها: با استفاده از بتن ویبره می‌توان تعداد تراکم‌دهنده‌ها را کاهش داد و در نتیجه در هزینه و زمان صرفه‌جویی می‌شود.
سخن پایانی
در این مقاله به توضیح ویبره زدن بتن، روش انجام آن، مزایا و همچنین انواع ویبراتورها پرداخته شد. بنابراین می‌توان گفت که ویبره زدن بتن در سازه‌ها از اهمیت بسیاری برخوردار است و باعث بهبود کیفیت و مقاومت بتن، افزایش عمر مفید سازه و صرفه‌جویی در هزینه و زمان می‌شود و یکی از مراحل حیاتی، در ساخت و سازهای بتنی به شمار می رود.