При широком применении трубобетонных конструк­ций необходим индустриальный и высокопроизводитель­ный способ заполнения труб бетоном, обеспечивающий высокую прочность и однородность бетонного ядра. Су­ществуют три способа уплотнения бетона в трубах: глу-

Рис. 24. Различные решения узлов из стальных труб

А — без пересечения раскосов; б — с пересечением раскосов; в — с распоркой

25

Бинным вибрированием, штыкованием и внешним вибрированием.

Глубинное вибрирова­ние осуществяется глу­бинными вибраторами, вводимыми в бетон, обо­лочка стержня при этом неподвижна. Способ при­меняется при больших диаметрах труб >100 мм).

Штыкование бетона производят вручную стер­жнями, длина которых больше длины трубы. Оболочка стержня при этом способе также не­подвижна, а бетон уплот­няется под воздействием перемещаемых стержней. При штыковании получа­ется плохое качество бе­тона [134].

Наиболее эффектив­ным и универсальным яв­ляется внешнее вибриро­вание, осуществляемое с помощью • вибростола с вертикальными гармони­ческими колебаниями. При этом способе трубы, прочно прикрепленные к вибро­столу в вертикальном положении, вибируют вместе с ним (рис.25). Бетон подается сверху через загрузочные во­ронки в вибрирующую трубу, заполняет ее и одновре­менно уплотняется.

Рис. 25. Сборно-разборное креп­ление труб на вибрационной площадке

Отсчет времени вибрирования ведется от начала за­полнения трубы. Время наполнения трубы диаметром 110 мм в среднем при соотношении Ь:Б = 5 и частоте 3000 кол/мин составляет 25 сек; при Ь : Б = 30 оно состав­ляет 160 сек. С изменением водоцементного отношения в пределах 0,35—0,6 время заполнения труб бетоном ме­няется несущественно. Варьируемыми компонентами вибропроцесса являются режим вибрации и жесткость бетонной смеси. Режим вибрации определяется величи­ной амплитуды, частоты и продолжительности колебания.

В проведенных экспериментах [56] использовались гармонические колебания с амплитудами 0,3—0,6 мм, частотами 1400—6000 кол/мин, длительностью 16— 210 сек. Предусматривалась возможность извлечения бе-

Таблица 2

РЕЖИМЫ УПЛОТНЕНИЯ И СОСТАВЫ БЕТОНА

Тонного ядра из трубы, для чего последняя делалась разъемной по диаметральной плоскости. Бетонные стер­жни извлекали из труб через сутки после их изготовле­ния, а через трое суток распиливали на цилиндры высо­той 200 мм. Из каждого бетонного ядра в зависимости от его длины получалось от 2 до 12 цилиндрических образ­цов, которые затем испытывали на сжатие вдоль оси. Прочности образцов из одного и того же ядра не одина­ковы и зависят от положения образца в ядре. Числен­ные характеристики прочности образцов служат основой для суждения о качестве уплотнения. Идеальным счи­тается случай, когда прочность бетонного ядра одина­кова по всей длине стержня. Практически этого достиг-

Нуть не удается, и наилучшие режимы уплотнения вы­являются статистическим путем.

В табл. 2 и 3 даны результаты проведенных экспери­ментов. Из этих таблиц видим, что при частотах 1500 и 6000 кол/мин получается низкая прочность бетона в вер­хней части; расхождения прочности отдельных участков стержня при частоте 1500 кол/мин достигают 80%, при частоте 6000 кол! мин — 45%. При увеличении длитель­ности уплотнения до /=ЗЖ начинается расслоение бе­тона в нижней части трубы при недостаточном еще уп­лотнении его вверху. Таким образом, эти режимы вибри­рования нельзя считать удовлетворительными.

При частоте 3000 кол/мин расхождение пределов проч­ности отдельных участков бетонного сердечника состав­ляет 8—11%. Увеличение амплитуды колебаний от 0,3 до 0.6 мм несколько увеличивает зону наибольшей прочно­сти бетона, которая обычно находится в 20—30 см от верха трубы. Можно предположить, что зона интенсивно­го уплотнения бетонной смеси перемещается одновре­менно с увеличением высоты бетонного заполнения. По­ступающий сверху бетон сразу попадает в эту наиболее эффективную область. По-видимому, размеры этой зоны зависят от амплитуды колебаний и увеличиваются с уве­личением последней. Увеличение продолжительности уп­лотнения не вызывает заметного роста прочности бетона и не является целесообразным.

Прочность бетонных цилиндров, полученная при дан­ном режиме заполнения, в среднем на 26% выше проч­ности аналогичных, но уплотненных штыкованием цилиндров. Отношение средней прочности бетонных ци­линдров к прочности кубов размером ЮОХЮОХЮО мм, изготовленных и испытанных одновременно, составляет 0,78—0,83. Таким образом, частота 3000 кол/мин дает достаточно равнопрочное бетонное ядро и может счи­таться оптимальной. Способ внешнего вибрирования индустриален, позволяет использовать имеющееся обо­рудование заводов железобетонных конструкций и обес­печивает скоростное ведение работ, поэтому его можно рекомендовать в качестве основного способа изготовле­ния трубобетона.