Co způsobuje betonové bubliny ve výrobě prefabrikátů
Betonové bubliny, známé v celém průmyslu prefabrikátů jako vývrty, jsou malé povrchové dutiny, které zůstanou po odbednění. Vznikají, když zachycený vzduch migruje směrem k povrchu formy během umístění a vibrací, ale místo úniku se zachytí na rozhraní betonu a formy. Tři faktory, které způsobují převážnou většinu stížností na vývrty, jsou nedostatečné vibrace, nepropustné bednění v kombinaci se špatným separačním prostředkem a design směsi, který je příliš tuhý na to, aby vzduch mohl volně proudit k povrchu. Oprava děr téměř vždy začíná jednou z těchto tří oblastí, spíše než jedinou záhadnou příčinou.
Díry jsou spíše povrchovým estetickým problémem než strukturálním. Vyztužené prefabrikované prvky s viditelnými otvory stále splňují požadavky na pevnost, ale exponované architektonické panely, prefabrikované stěny a jakýkoli produkt prodávaný na vizuálním vzhledu budou vykazovat každou prázdnotu, jakmile je panel pod ostrým světlem. To je důvod, proč prefabrikované dvory vyrábějící fasádní panely, zvukové bariéry a architektonické obklady vynakládají více inženýrského úsilí na kontrolu vývrtů než dvory odlévající zakopané inženýrské stavby, kde povrch není po instalaci nikdy vidět.
Většina děr měří v průměru hluboko pod palec, typicky se jeví jako mělké, zaoblené důlky rozptýlené nerovnoměrně po svislých plochách. Samotný rozptyl světla malých dutin je považován za normální očekávaný výsledek vertikálního lití spíše než za známku toho, že se v závodě něco pokazilo. Cílem pro většinu výrobců není nula děr, což je téměř nemožné zaručit při každém nalití, ale konzistentní, zvládnutelný vzor dutin, který mohou dokončovací týmy rychle vyřešit bez rozsáhlého patchworku.
Jak se zachycený vzduch promění v povrchovou prázdnotu
Čerstvý beton je hustá suspenze cementové pasty, vody a kameniva se vzduchovými kapsami přimíchanými během dávkování a lití. Jakmile se směs usadí uvnitř formy, gravitace ji začne oddělovat: pevné látky se usazují směrem dolů, zatímco vzduchové bubliny a vytékající voda se pohybují nahoru a ven , hledající cestu nejmenší hustoty. Ve svislé formě vede tato cesta bokem k čelu formy, než vede nahoru a ven z odlévání.
Když bublina dosáhne stěny formuláře, musí někam jít. V propustné formě může část vzduchu procházet samotným povrchem. Na ocelové nebo potažené překližkové formě, která popisuje většinu prefabrikovaných odlévacích lůžek, vzduch nemá kam jít, leda nahoru podél svislé plochy. Pokud vibrační energie nestačí k tomu, aby bublinu tlačila podél stěny, dokud nedosáhne vrcholu nalévacího otvoru nebo otevřeného otvoru, zastaví se a okolní pasta se kolem ní usadí a zanechá otisk, jakmile se forma uvolní.
- Výfukové díry se shlukují nejsilněji v horní třetině vertikálního proudění, kde unikající vzduch cestoval nejdál a měl největší příležitost spojit se se sousedními bublinami.
- Šikmé nebo otlučené plochy zachycují více vzduchu než ploché svislé plochy, protože bubliny musí urazit delší diagonální dráhu.
- Rohy a návraty v profilu bednění jsou konzistentními problematickými místy, protože vzduchové kapsy se hromadí v místech, kde se setkávají dvě čela bednění.
- Lepkavé nebo tuhé směsi s nízkou zpracovatelností zachycují nejen vzduch, ale i vytékající vodu na líci formy, která může zanechat podobnou šmouhu, jakmile se tato kapsa během vytvrzování odpaří.
Velikost typické dírky se pohybuje od dírky sotva viditelné okem až po zhruba půl palce napříč na hrubém poli. Větší, hlubší dutiny, které odhalují hrubé kamenivo, jsou zcela odlišným problémem, který je podrobněji popsán níže, a obecně ukazují spíše na selhání konsolidace než na jednoduchý zachycený vzduch.
Výkopy vs Voštinové: Dvě různé povrchové vady
Výrobci a klienti někdy používají termíny zaměnitelně, ale popisují různé problémy s různou mírou znepokojení. Výkopy jsou mělké, kosmetické vzduchové dutiny, zatímco voštinové je hlubší selhání malty při úplném obklopení hrubého kameniva. Je důležité je správně oddělit, protože rozsah opravy a naléhavost nejsou stejné.
| Charakteristický | Bugholes | Honeycombing |
|---|---|---|
| Typická velikost | Dírka až zhruba půl palce | Nepravidelné skvrny, často několik palců v průměru |
| Primární příčina | Zachycený vzduch není během vibrací zcela uvolněn | Malta neobklopuje hrubé kamenivo, často kvůli přetížené výztuži nebo nedostatečnému zpevnění |
| Viditelný agregát | Zřídka | Běžně je odkryto hrubé kamenivo |
| Strukturální zájem | Pouze kosmetické | Může snížit životnost a překrýt výztuhu |
| Typická oprava | Kosmetické záplaty nebo ponechání tak, jak je na neexponovaných tvářích | Odštípejte zpět na zdravý materiál a obnovte ho pomocí vhodné opravné malty |
Voštiny mají tendenci se objevovat kolem přeplněné výztuže, úzkých rohů a oblastí s omezeným přístupem pro vibrátor, zatímco výrony se objevují na širokých, otevřených vertikálních plochách, kde výztuž nehraje roli. Když panel vykazuje oba defekty společně, obvykle to ukazuje na kombinaci nedostatečného zpevnění a směsi, která byla příliš tuhá pro odlévanou geometrii.
Vibrační technika: Jediný největší faktor na površích bez bublin
Každý zdroj v průmyslu prefabrikátů souhlasí s tímto bodem: nesprávné vibrace jsou hlavní příčinou děr , před kombinací designu mixu a tvarového materiálu. Vibrace jsou to, co ve skutečnosti pohybuje zachycený vzduch z vnitřku hmoty betonu na volný povrch, a rychlý nebo nerovnoměrný vibrační průchod za sebou zanechává mezery bez ohledu na to, jak kvalitní je směs nebo bednění.
Porovnání vnitřních, vnějších a tvarových vibrací
Většina výrobců prefabrikátů spoléhá na vnitřní ponorné vibrátory pro většinu odlitků, ale vnější vibrace tvaru a vibrace povrchu hrají podpůrnou roli v závislosti na odlévaném produktu.
- Vnitřní vibrátory se vkládají přímo do betonové hmoty a poskytují nejsilnější a nejpřímější odvzdušnění, díky čemuž jsou výchozí volbou pro silnější stěny, trámy a sloupy.
- Externí tvarové vibrátory jsou upnuty na vnější stranu formy a přenášejí energii přes tvarovou plochu, což je užitečné pro tenké profily nebo oblasti přetížené výztuží, kam se vnitřní hlava nedostane.
- Povrchové vibrátory, včetně vibračních potěrů, opracovávají horní povrch ploch a desek a mají omezený účinek na vzduch zachycený proti vertikálním bočním tvarům.
U dávkovacích provozů se samokonsolidačním betonem (SCC) často stačí vnější vibrace formy nebo krátké vnitřní vibrace, protože směs teče a odvzdušňuje sama. U konvenčního spadlého betonu zůstávají vnitřní vibrace primární obranou proti povrchovým dutinám a jejich přeskočení ve prospěch samotných externích vibrací u tuhé směsi je jednou z běžnějších zkratek, které vedou k silnému lití.
Nadměrné vibrace si zaslouží stejnou pozornost jako podvibrace. Příliš dlouhý nebo příliš agresivní provoz vibrátoru na jednom místě může způsobit segregaci, kdy těžší kamenivo klesá a lehčí pasta stoupá, což ve skutečnosti zvyšuje riziko povrchových defektů, spíše než je snižuje. Viditelným znakem převibrování je vrstva vodnaté pasty a výkvětu tvořící se na horním povrchu dlouho předtím, než posádka dokončí práci se zbytkem lití.
Příslušenství pro prefabrikovaný beton To ovlivňuje tvorbu bublin
Kování bednění dělá víc, než že drží formu pohromadě, přímo ovlivňuje, kolik vzduchu se zachytí na povrchu odlitku. Dobře zvolená sada prefabrikované betonové doplňky redukuje malé mezery, nevyrovnané spoje a hrubé přechody, kde mají tendenci se shromažďovat vzduchové kapsy.
Magnety na závěrky
Přepínatelné magnetické boxy drží boční lišty a profily těsně u ocelového litého lůžka a uzavírají mezery ve spodní části formy, kde se zachycený vzduch a vytékající voda jinak hromadí a nerovnoměrně stoupají podél stěny. Vzhledem k tomu, že se upínají a uvolňují bez příklepu nebo vrtání do lože, udržují také samotný povrch formy bez prohlubní a důlků, které vytvářejí další místa vnoření výčnělků během opakovaných cyklů odlévání.
Ocelové zkosení a proužky odkrytí
Lichoběžníkové a trojúhelníkové ocelové zkosené pásy odstraňují ostré 90stupňové rohy z licího profilu. Ostré vnitřní rohy patří mezi nejběžnější body seskupení výmolů, takže odstranění rohu odstraní past a umožní unikajícímu vzduchu hladší cestu podél formy.
Profilové systémy bednění
Modulární systémy bednění s U-profilem udržují boční formu tuhou a v jedné rovině, čímž zabraňují prohýbání a mikro-mezirám ve spojích panelů, které umožňují migraci vzduchu do stran, místo aby čistě stoupal k vrcholu lití. Pevný, dobře zarovnaný profilový systém také drží svůj tvar díky opakovaným vibračním cyklům, což udržuje vzory dutin konzistentní od jednoho běhu odlévání k dalšímu.
Zahlubovací tvarovače a kotvy
Pogumované formovače zahloubení kolem zvedacích kotev a vložek vytvářejí konzistentní, utěsněné ohraničení kolem zabudovaného hardwaru a zabraňují malým dutinám, které se běžně tvoří kolem kotevních bodů během vibrací, kam se hlava vibrátoru často nemůže dostat tak přímo, jak by mohla na otevřených plochých plochách.
Prefabrikované loděnice, které jsou standardizovány na sladěnou sadu příslušenství bednění, obecně zaznamenávají méně stížností na vývrty než loděnice kombinující improvizované svorky a nekonzistentní bednění, jednoduše proto, že licí lože zůstává pevnější a opakovatelnější od jednoho lití k druhému. Konzistence napříč flotilou forem je důležitá stejně jako individuální kvalita jakéhokoli jednotlivého příslušenství, protože závod provozující deset různých metod upínání na deseti stolech uvidí deset různých vzorů dutin i při stejné betonové směsi.
Přizpůsobení příslušenství k metodě odlévání
Bateriové lití, lití se sklopným stolem a lití vodorovného lože klade různé požadavky na příslušenství bednění. Bateriové formy, které odlévají více stěnových panelů zády k sobě do sdíleného rámu, do značné míry závisí na bednicích magnetech a profilových systémech, aby udržely každou dělicí desku dokonale utěsněnou, protože i malá mezera mezi deskami ve formě na baterie se projeví jako čára průduchů táhnoucí se po celé výšce každého panelu v dané dávce. Lití s naklápěcím stolem a vodorovným ložem mají větší toleranci pro menší odchylky bednění, protože vibrátor má přímější přístup k otevřené horní ploše.
Kombinujte úpravy designu, které redukují povrchové dutiny
Vibrace pohybují vzduchem, ale směs určuje, jak snadno se může vzduch pohybovat. Zpracovatelná, tekoucí směs se zpevňuje rychleji a zanechává za sebou méně zachycených kapes než drsná, tuhá směs.
| Mix Factor | Vliv na Bugholes |
|---|---|
| Přebytečné jemné kamenivo | Zvyšuje povrchové napětí a zachycuje více vzduchu v blízkosti tvářecí plochy |
| Správný obsah cementu | Zlepšuje průtok a snižuje tuhost, která zachycuje zachycený vzduch |
| Přísady zlepšující tok | Snižuje viskozitu, takže vzduch migruje na povrch před počátečním tuhnutím |
| Samozpevňující beton (SCC) | Proudí a odvzdušňuje z velké části samo o sobě, prořezávání průduchu se počítá významně |
| Přísady upravující reologii | Může stabilizovat směs proti segregaci a přitom stále zlepšovat proudění kolem zachyceného vzduchu |
SCC se stává stále běžnějším v závodech na výrobu prefabrikátů, konkrétně proto, že zlepšuje povrchovou úpravu bez zvýšení vibrační práce. Nejedná se o univerzální řešení, protože směsi SCC jsou citlivé na zadržení spadnutí a rychlost ukládání, ale tam, kde na estetice povrchu záleží nejvíce, je to nyní preferovaný směr průmyslu. Výrobci, kteří poprvé přecházejí na samozhutnitelný beton, často potřebují krátkou dobu nastavení, aby překalibrovali rychlost lití a tlak bednění, protože tekoucí směs vyvíjí vyšší boční tlak na formu než konvenční směs ve stejné výšce.
Souhrnné třídění a vkládání obsahu
Dobře odstupňovaná směs kameniva snižuje množství pasty potřebné k vyplnění mezer mezi částicemi, což zase snižuje objem vzduchu, který musí během vibrací migrovat ze směsi. Směsi se směsí kameniva s mezerou nebo špatně proporcionální mají tendenci potřebovat více pasty k dosažení zpracovatelnosti a tento extra objem pasty může zachycovat úměrně větší množství zachyceného vzduchu v blízkosti čela formy.
Forma uvolňující činidla: chemicky reaktivní vs. bariérový typ
Uvolňovací prostředek potahující lícovou stranu formy mění, jak snadno se vzduchová bublina uvolní, místo aby se přilepila na stěnu. Chemicky reaktivní separační činidla trvale překonávají starší bariérové produkty pro redukci výronů.
Chemicky reaktivní činidla
Tyto prostředky obsahují mastné kyseliny, které reagují s volným vápnem na povrchu čerstvého betonu a vytvářejí řídké kovové mýdlo. Tato kluzká fólie umožňuje, aby vzduchové bubliny klouzaly směrem nahoru podél čela formy, místo aby na ní ulpěly, a také usnadňuje stahování, jakmile beton vytvrdne. Protože k reakci dochází přímo na rozhraní betonu a formy, film zůstává tenký a konzistentní, což je součástí toho, proč tato činidla překonávají silnější bariérové povlaky na architektonických površích.
Agenti bariérového typu
Starší bariérová činidla, včetně těžkého motorového oleje, rostlinného oleje nebo produktů na bázi nafty, pokrývají formu silnějším filmem. Tento silnější povlak bude pravděpodobněji stlačen dolů po líci formy tekoucím betonem, který může vzduchové kapsy sbalit do povrchu, spíše než je uvolnit. Bariérová činidla se v některých loděnicích nadále používají, protože jsou levnější než chemicky reaktivní přípravky, ale kompromisy v kvalitě povrchu jsou v průmyslu dobře zdokumentovány.
- Naneste co nejtenčí rovnoměrnou vrstvu pomocí řádně udržovaného stříkacího zařízení.
- Před naléváním setřete veškerý nahromaděný přebytek, protože zbytky prostředku na formě mohou během vkládání bublat.
- Mezi naléváním udržujte formy čisté, protože nahromadění zbytků narušuje výkon separačního prostředku při opakovaných cyklech.
- Stříkací trysky pravidelně překalibrujte, protože opotřebované špičky vytvářejí nerovnoměrný, těžší povlak, který se chová spíše jako bariérový prostředek, i když je používán reaktivní produkt.
Rychlost nalévání a způsob umístění
Jak rychle beton vstupuje do formy, záleží téměř stejně jako na tom, jak je vibrován, jakmile tam je. Příliš rychle se pohybující výlevka nedává zachycenému vzduchu čas uniknout, než jej zasype další výtah.
Posádky pracující pod časovým tlakem na dokončení dávkového běhu často zrychlují rychlost nalévání na konci směny, a to je přesně ten okamžik, kdy mají četnost průletů tendenci stoupat. Začlenění cílů míry umístění do denního výrobního plánu namísto ponechání rychlosti nalévání na individuálním posouzení posádky, udržuje tento faktor konzistentní po celý den.
Teplota a sezónní vlivy na tvorbu bublin
Okolní teplota i teplota směsi mění, jak rychle beton tuhne, což mění, kolik času musí zachycený vzduch uniknout, než povrch ztuhne.
Horké povětrnostní podmínky
Teplý beton rychleji tuhne, zkracuje se okno, během kterého mohou vibrace ještě přesunout zachycený vzduch na povrch. Posádky pracující v horkých podmínkách často potřebují zpřísnit pořadí umístění a vibrací a vyhnout se jakékoli prodlevě mezi zdvihy, protože zdvih, který stojí příliš dlouho, než se další zdvihne nahoru, již začal tuhnout, než ho vibrátor dosáhne.
Chladné povětrnostní podmínky
Studený beton zůstává zpracovatelný déle, což může ve skutečnosti pomoci snížit výskyt děr, pokud jsou umístění a vibrace správně řízeny, ale také zpomaluje rychlost, jakou se odděluje voda a vzduch od pasty. V chladných podmínkách posádky někdy zaměňují pomaleji tuhnoucí směs za směs, která potřebuje méně vibrací, když v praxi stále platí stejný čas vkládání a disciplína překrývání.
Bez ohledu na roční období vytváří stálá teplota betonu v místě uložení, řízená skladováním kameniva, teplotou vody směsi a rozvrhem dávkování, předvídatelnější vzory výmolů než zařízení, které umožňuje okolním podmínkám kolísat teplotu směsi z jedné lití na druhou.
Běžné chyby, které zhoršují díry
Hrstka opakujících se návyků se znovu a znovu objevuje v rostlinách, které se potýkají s velkým počtem děr, a většinu z nich je snazší napravit než přepracování celé směsi.
- Vibrace pouze horní části nalévání. Přeskočení vkládacích bodů níže ve formuláři ponechá zachycený vzduch uvízlý hluboko pod povrchem.
- Opětovné použití tvoří s nahromaděným starým separačním prostředkem a ztvrdlým zbytkem pasty, které zdrsní povrch a vytvoří nová hnízda pro vzduch.
- Nechání betonu sedět v míchačce nebo dopravním zařízení déle, než bylo plánováno, což umožňuje počáteční odlučování vzduchu ještě předtím, než směs dosáhne formy.
- Záměna značek nebo šarží separačních prostředků bez opětovného testování míry pokrytí, protože stříkací zařízení kalibrované pro jeden produkt může pod nebo nadměrně aplikovat jiný.
- Za předpokladu, že směs s vyšším poklesem potřebuje méně vibrací, zatímco v praxi tekoucí směs stále potřebuje plnou dobu vložení, aby uvolnila hlouběji zachycený vzduch, jen s menší fyzickou námahou na vložení.
Kontrolní seznam kontroly kvality před každým nalitím
Závody, které udržují četnost děr trvale nízké, mají tendenci procházet stejným krátkým kontrolním seznamem před každým cyklem lití, než aby se spoléhaly pouze na zkušenosti jednotlivých členů posádky.
Oprava děr na tvrzeném betonu
Ne každý panel vychází z formy bez dutin a oprava je běžnou součástí konečné úpravy exponovaného prefabrikátu. Proces je jednoduchý, když je proveden ve správném pořadí.
Malé otvory o velikosti špendlíku na neexponovaných površích jsou často ponechány bez záplat, protože nemají žádné strukturální důsledky. Opravy jsou obecně vyhrazeny pro architektonické fasády, zvukové stěny a jakýkoli panel, kde je vzhled součástí specifikace. U projektů s definovaným standardem povrchové úpravy pomáhá dohodnout se s klientem na přijatelné velikosti a hustotě dutin ještě před zahájením výroby, takže dokončovací týmy spíše pracují na jasném cíli, než aby hádaly přijatelnou úroveň úprav.
Bugholes vs Entrained Air: Dvě různé věci
Stojí za to oddělit výrony od záměrně strhávaného vzduchu, protože se někdy zaměňují. Strhávaný vzduch se skládá z mikroskopických bublinek přidaných záměrně pomocí přísad povrchově aktivních látek pro zlepšení trvanlivosti zmrazování a rozmrazování a jedná se spíše o navrženou vlastnost než o vadu. Naproti tomu díry pocházejí ze zachyceného vzduchu, který nikdy neměl zůstat ve směsi a jednoduše nedokázal uniknout během konsolidace. Prefabrikovaná specifikace požadující strhávaný vzduch v projektu se studeným klimatem řeší požadavek na trvanlivost, který nemá nic společného s povrchovou kontrolou vývrtů, a snížení obsahu strhávaného vzduchu při pokusu o opravu výmolů může podkopat odolnost, pro kterou byla směs navržena.
Často kladené otázky
Jsou betonové bubliny známkou slabého betonu?
Ne. Díry jsou estetickým problémem povrchu a nejsou považovány za škodlivé pro konstrukční vlastnosti. Panel plný malých povrchových dutin může stále splňovat svou konstrukční pevnost, i když těžké shlukování dutin v kombinaci s jinými defekty, jako je voštinová, stojí za bližší pohled.
Jaký je nejrychlejší způsob, jak snížit výskyt děr na novém nalévání?
Správná technika vibrací poskytuje nejrychlejší zlepšení jakékoli jednotlivé změny. Prodloužení doby vkládání na rozsah 5-15 sekund a zpomalení vytahování na zhruba 3 sekundy na vertikální stopu řeší hlavní příčinu beze změny konstrukce směsi nebo bednění.
Skutečně ovlivňují prefabrikované betonové doplňky tvorbu bublin?
Ano. Kování bednění, jako jsou magnety bednění, ocelové zkosené pásy a profilové systémy, řídí, jak pevně forma těsní proti licímu loži a jak ostré jsou vnitřní rohy, přičemž obojí mění, kolik vzduchu se během lití zachytí.
Může změna designu mixu zcela odstranit díry?
Tekoucí, dobře proporcionální směs nebo samotuhnoucí beton výrazně snižuje počet vývrtů, ale úplné odstranění je obtížné zaručit za všech podmínek lití. Většina závodů kombinuje vylepšení směsi s ovládáním vibrací a separačních činidel, než aby se spoléhala pouze na jednu opravu.
Je lepší předcházet výkopům nebo je opravit až poté?
Prevence je téměř vždy nákladově efektivnější. Oprava děr na vytvrzených architektonických panelech vyžaduje práci, vhodný záplatový materiál a pečlivé vytvrzení, aby se zabránilo viditelnému nesouladu, zatímco prevence prostřednictvím vibrací, návrhu směsi a příslušenství bednění řeší problém dříve, než se stane nákladem na konečnou úpravu.
Proč se výrony objevují většinou v horní části vertikálního výlevu?
Unikající vzduch urazí největší vzdálenost, aby dosáhl vrcholu vysokého svislého výlevu, a cestou se jednotlivé bubliny spojují s ostatními, s nimiž se setkávají, a vytvářejí větší shluky poblíž horní části formy, kde je pravděpodobnější, že budou zachyceny, než se povrch usadí.
Změní typ materiálu bednění počet vytvořených děr?
Ano. Nepropustné materiály, jako je ocel a potažená překližka, zachycují na povrchu více vzduchu než propustnější tvarové materiály, a nepropustné tvary obvykle vyžadují důkladnější vibrace, aby se dosáhlo stejného zmenšení výronů.
Může příliš velké vibrace způsobit problémy s povrchem?
Nadměrné vibrace mohou způsobit segregaci, při které se těžší kamenivo usadí a lehčí pasta stoupá na povrch, což vytváří vlastní sadu problémů s konečnou úpravou oddělenou od děr. Kontrolované, konzistentní načasování zasouvání a vytahování zabraňuje podvibrování i převibrování.
Mělo by horké nebo chladné počasí změnit způsob, jakým posádka zvládá vibrace?
Technika vkládání a vyjímání jádra zůstává stejná v každém ročním období, ale horké počasí zkracuje pracovní dobu, než směs ztuhne, takže posádka musí bez prodlení udržovat umístění a vibrace v pohybu. Chladné počasí prodlužuje zpracovatelnost, ale nemělo by být považováno za důvod ke snížení vibrací.