Инструменти за обработка на бетон

Бетонът е без съмнение най-широко използваният строителен материал. Конструктивно, той се полага още от римско време в архитектурни шедьоври като Пантеона и Колизеума. Днес обаче, за разлика от предходните епохи, материалът се използва и като довършителен слой, превръщайки се в поле за изява на архитекти и дизайнери. Ще ви запознаем с напредналите технологии за обработка на бетона, благодарение на които това става възможно.
След изливането на бетоновата смес се навлиза в подготовката на бетона - обработката на сместа на място, така че да се получи еднороден бетон с равна повърхност. Това се постига чрез няколко вида инструменти, чието приложение ще разгледаме в статията.

Известна е фразата, че доброто уплътняване прави добрия бетон. Веднага след полагането си на обекта, бетоновата смес съдържа до 20% въздух, като процентът зависи от марката на бетона, метода на изливане, както и характера и количеството на армировката. Вибрирането подобрява якостта на натиск на бетона с 3-5% за всеки намален процент въздух. Уплътняването е напълно завършено, когато се приключат и двата етапа на вибриране - диференциално движение на частиците в сместа и отстраняване на затворения в нея въздух.

Вибратори
Според областта на приложение, използваните за целта вибратори се разделят на две основни групи - външни (таблени) и вътрешни (иглени). Иглените вибратори представляват вибрираща глава с диаметър 20-180mm и дължина до 500mm, която е свързана към източник и се поставя директно в бетоновата смес. Прилагат се основно при фундаменти, колони и греди, както и при по-малки работни обеми. Могат да бъдат електрически, пневматични или бензинови - последните се прилагат при много отдалечени или изолирани обекти.

Според начина на работа се класифицират в две групи - вибратори с гъвкав вал и такива с вграден двигател с честопреобразувател. При първия тип гъвкавият вал предава въртящия момент на двигателя към уплътняващата вибрираща глава. При втория, моторът е по-компактен и се съчетава с разположения в главата ротор, елиминирайки необходимостта от гъвкав вал. В този случай диаметърът на главата е поне 50mm, а свързващият с електрическия източник шнур съдържа единствено кабели. Работата на вибраторите зависи основно от диаметъра на главата, с чието увеличаване се увеличават амплитудата и честотата на работа. Вибраторите с малък диаметър имат честота от порядъка на 160-250Hz и ниска амплитуда между 0,4 и 0,8mm. За сравнение, тези с диаметър 20-40mm имат радиус на действие от 75-150mm, а вибраторите с диаметър 50-80mm - на 180-350mm, като честотата може да достигне до 17 000 вибрации в минута. При мащабни обекти се използват накрайници с няколко виброглави, които се монтират към работното рамо на багер или товарач.

Таблените вибратори се монтират към кофража и вибрират бетоновата смес чрез него. Те се прилагат при плочи и други плитки елементи, както и обеми със силна концентрация на армировка, която не позволява достъп на иглените вибратори. Подходящи са и за предварително изливане на елементи, тъй като могат да се монтират перманентно към кофража. Захранването е пневматично или електрическо.

Вибромастари
Вибромастарите могат да се причислят към външните вибратори, но имат двойно действие - спомагат за консолидирането на бетона и го изравняват докато е все още мокър. Съответно, те могат изцяло да заместят другите видове вибриране или да служат само за изравняване. Особено подходящи са при широкоплощни плочи, ландшафтни елементи като алеи и пътеки и др.

Вибромастарите представляват дървени или алуминиеви летви (обикновено една или две) с възможност за различни дължини в порядъка от 1 до 5m, които са окачени на свързана с двигателя конструкция, управлявана от оператор. Той придърпва мастара докато се движи назад, като скоростта на движението зависи от етапа на втвърдяване на бетона - при по-уплътнен бетон движението е по-бързо. По-мощните и тежки модели са снабдени и с колела, спомагащи движението, а някои модели имат и лазерен сензор, контролиращ точността на изпълнение. Двигателят може да бъде бензинов или електрически, като електрическият е много по-икономичен и позволява по-голяма мощност - до 1.5kW - при същите размери и тегло. Честотата на вибрациите е сравнително по-малка от тази на вътрешните вибратори - между 50 и 130Hz.

Обработка на бетоновата повърхност
След втвърдяването на бетона се навлиза в третия, последен условен цикъл - обработката на повърхността му. Той е приложим към всички бетонови повърхнини, но има смисъл, когато става дума за видим бетон или подготовка на плоча, върху която ще се отстрани съществуващо или ще се положи ново декоративно покритие. Характерът и степента на абразивност на обработката зависи от целите, с които се подготвя повърхността - от шлайфане и полиране на видимия бетон до обработка с хидравлични чукове, граничеща с разрушителните процеси. Много от машините са мултифункционални и могат да обработят бетона както на грубо, така и на фино ниво, като функциите им се застъпват. Ще се опитаме да направим преглед на основните методи в обработката на бетоновата повърхност.

Хеликоптер за бетон (пердашка)
Хеликоптерите за бетон представляват метални остриета, окачени хоризонтално около ос и задвижвани от двигател. Те се насочват ръчно или от механика - във втория случай са вградени в малогабаритни мобилни машини. Името им идва от приликата на работната глава с хеликоптер или метален вентилатор - въртящите се хоризонтални остриета напомнят перки и са обгърнати от предпазна метална мрежа. При ротационното си движение около оста, те изглаждат неравностите на вече втвърдения бетон. Размерът им е най-често кратен на 15cm - 30, 45, 60cm. Вентилаторът може да се ползва в няколко режима с различна прецизност - наклонените остриета изглаждат неравностите, след което се позиционират под все по-остър ъгъл за постигане на твърда и гладка до блясък повърхност. Въртящият момент и оборотите също могат да бъдат контролирани, като това се осъществява чрез съединител. Ако с ръчните хеликоптери могат да се обработят 100-140кв.м. на час, то при мобилните хеликоптери производителността е от три до пет пъти по-висока. Пердашките могат да влязат в употреба при уплътнен бетон, по който може да се ходи. Бетонът не е готов за обработка с хеликоптер, ако при проба на повърхността остават влажни следи.

Шлайф-машини
Едни от най-популярните машини за обработка на бетоновата повърхност са тези за шлайфане и полиране - функции, които в днешно време се помещават в едно. Те обработват повърхността чрез хоризонтално въртящи се със скорост от 250-3000 оборота в минута (rpm) абразивни дискове с размери 25-30cm, като могат да бъдат ротационни или планетарни.

Планетарните използват диамантени, керамични или кварцови абразиви и често се използват за подготовка на повърхността за полагане на повърхностни слоеве от епоксидни смоли или уретан. Смяната на абразива позволява и следващ етап на полиране при видимите бетонни подове.

Ротационните шлайф-машини се използват обикновено при по-агресивна обработка на бетона или премахване на повърхностен материал. Някои от тях са снабдени с VFD-система, която осигурява различни скорости на въртене, с по-високите от които се извършва високооборотно полиране. Ротационните машини обикновено предлагат по-широк диапазон на скоростите и по-високи горни прагове на скоростта в rpm.

Шлайф-машините се предлагат и като моторизирани мобилни машини с до 4 ротационни диска, които са от огромно предимство при мащабни обекти. Трябва да се има предвид, че макар да са универсални машини, шлайфовете не могат да постигнат значително награпавяване на повърхностите - за целта се използват скарификатори, машини за отнемане от материала или сачмоструйни машини.

Скарификатори за бетон
Този тип машини обработват повърхността на бетона по-бързо и по-агресивно, тъй като прилагат ударно действие множество въртящи се режещи дискове. Те са присъединени към въртящи се барабани чрез няколко вала, броят на които варира според модела. Повечето работни дискове се изпълняват от волфрамов карбит или закалена стомана, като профилът им се избира според желаната степен на обработка. Чрез регулиране и смяна на дисковете на барабана може да се постигне голямо разнообразие от профили на обработената повърхност - от гладка до много груба или нарочно текстурирана. Скарификаторите се използват за премахване на покрития - дори гранитогрес или епоксидни материали, награпавяване на пешеходни алеи против хлъзгане, изравняване на неравни бетонови повърхности или разлики в нивата. Предлаганите модели варират от ръчни с работна ширина 10cm до мобилни с широчина 40cm. Дълбочината на обработка се регулира, като достига до 6mm на цикъл.

Скаблери
Основната разлика между този тип машини и предходните е, че докато скарификаторите използват фрезоващо действие, при скаблерите действието е ударно. Скаблерите се разработват на базата на пробивните чукове. Подобно на тях, те използват въздух под налягане, за да изстрелят стоманени „чукове” с диаметър 50mm със скорост от 1600-2000 движения в минута в бетоновата повърхност. Така, този тип машини я обработват по-дълбоко от шлайф-машините и скарификаторите, доближавайки се до къртачите по метод и сила на действие. Дълбочината на обработката и грапавината на завършената повърхност се определят от профила на ударните глави, както и от времето, което машината престоява на едно и също място.

Стандартно, машина с работна ширина от 30cm обработва 20-25кв.м за час за да отстрани пласт с дебелина 3-6mm. Оперирането със скаблер трябва да е с повишено внимание, тъй като съществува голям риск от прекомерно увреждане на повърхността.

Сачмоструйни машини
Тези машини предоставят едновременно оголване, почистване и профилиране на бетона. Чрез тях се повишава свързването на основата като подготовка за полагане на декоративен довършителен слой. След обработка, повърхността е чиста, суха и готова за обработка. Принципът на действието им е бомбардиране на повърхността с хиляди стоманени частици (сачми), които се връщат обратно в машината за повторно използване. Сачмите профилират повърхността, а отпадъчният материал се събира от вградена всмукателна система. Работният фронт на машините варира между 10 и 80cm, като за час се обработват между 20 и 300кв.м. Голямо предимство на сачмоструйките е, че при работа с тях почти не се отделят прах и отпадъци, което ги прави подходящи за помещения с повишени хигиенни изисквания като хранителни заведения или чисти производства.