Бетон, уплотненный вибрированием, в отличие от бетона, уплотненного другими способами, имеет следующие преимущества:
а) допускает применение бетонных смесей с низким водо-цементным отношением, что ведет к уменьшению усадки и ползучести и к увеличению сцепления с арматурой;
б) имеет более высокую степень уплотнения, обеспечивающую повышенную прочность при сжатии, лучшую водонепроницаемость, лучшую защиту арматуры от коррозии;
в) снижает расход цемента, что, в свою очередь, кроме экономии цемента, ведет к снижению температурных напряжений, вызываемых в массивных конструкциях экзотермическими процессами.

Нами уже отмечались значительные преимущества применения вибровкладышей вместо виброплощадок. К числу этих преимуществ в первую очередь следует отнести значительно меньшую металло- и энергоемкость установок с вибровкладышами. Комбинированные установки, имеющие в своем составе и вибровкладыши и виброплощадку, применяют с целью получения возможности формовать на одном посту как пустотелые, Так и монолитные изделия, либо пустотные изделия уменьшенной высоты, во вкладыши которых затруднительно встроить работоспособные вибраторы.

Конструкции существующих виброустройств, предназначенных для уплотнения бетона в пустотных изделиях, подробно описываются при рассмотрении отдельных формующих установок. При создании новых виброплощадок, виброщитов и вибровкладышей руководствуются опытом конструирования и эксплуатации подобных машин, инструкциями по выбору технологических параметров (амплитуда и частота колебаний), зависящих от жесткости и состава уплотняемой смеси, экономическими соображениями и, наконец, требованиями техники безопасности.

Правильный выбор амплитуды является основным условием высокой производительности виброустройства и качественного уплотнения бетона, т.е. получения структуры с равномерным распределением пор по всему объему при минимальном количестве их.

Заштрихованная площадь графика соответствует наиболее распространенным амплитудам и частотам.

Более подробные сведения по выбору параметров вибрации изложены в «Инструкции по продолжительности и интенсивности вибрации и по подбору состава бетонной смеси повышенной удобоукладываемости», разработанной НИИЖелезобетоном.

Число колебаний 3000 в минуту практически наиболее выгодно. При меньших частотах требуется больше времени на проработку бетона. Для получения больших частот необходимо вводить в состав формовочного оборудования периодумформеры — аппараты, увеличивающие частоту переменного тока (50 гц, 50 периодов в сек., 3000 кол./мин), что также требует специальных, хотя и более легких двигателей.

При числе колебаний 7000 в минуту ВНИИСтройдормаш рекомендует амплитуду иметь в пределах 0,12-0,20 мм.

Вес пригруза, если последний применяется, может быть учтен с таким же коэффициентом, как и для бетонной смеси.

Для более точного учета влияния пригруза на определение величины вибрируемого груза необходимы конкретные экспериментальные данные.

При подсчете веса G для определения кинетического момента учитывается не весь бетон, находящийся в форме, а только часть его, так как не все частицы бетонной массы колеблются с максимальной амплитудой.

Опытом установлено, что так называемая присоединенная масса бетона составляет 20-35% от всей массы бетона, причем меньшая цифра соответствует пластичным бетонам, а большая- жестким бетонным смесям.

Для выбора основных параметров виброустройства определение возмущающей силы не требуется, но при конструировании корпуса (рамы) виброустройства, выборе подшипников, элементов крепления и расчетах на прочность и долговечность без знания величины возмущающей силы, ее направления и распределения по корпусу обойтись нельзя, тем более, что она обычно во много раз превосходит статические нагрузки и имеет знакопеременный характер.

Мощность, потребная для работы виброустройства, может быть подсчитана ориентировочно по одной из приведенных ниже формул.

Что считать рабочей поверхностью при работе с вибровкладышами: поверхность ли вкладышей, находящуюся в сцеплении с бетоном, или поверхность верхней грани формуемой панели, пока неизвестно, так как соответствующие исследования не проводились. Поэтому данной формулой можно пользоваться только в случае, когда известен коэффициент сопротивления для данной или подобной конструкции виброустройства, вязкости бетонной смеси и других условий работы.

ВНИИСтройдормаш рекомендует принимать 6 = 20°; проф. А. Е. Десов 6=30-100° (для виброплощадок). Очевидно, для уверенного пользования формулой (4’) необходимо иметь значение угла б, который зависит от сил сопротивления, зависящих, в свою очередь, от вязкости уплотняемой смеси, конструкции машины, качества ее изготовления и ряда других условий.

В этом случае, как и в предыдущем, без экспериментальной проверки невозможно получить расчетом величину потребной мощности.

Эта формула непосредственно учитывает расход энергии на вынужденные колебания виброустройства и на трение в опорах дебалансов, являющиеся главными ее потребителями.

Кроме того, необходимо отметить, что эта формула дает более близкие результаты для виброустройств, имеющих направленные колебания. Для устройств с круговыми колебаниями коэффициент 0,5 должен быть увеличен. Это следует не только из теоретических соображений, которыми обычно пользуются при выводе подобных формул, но и подтверждается научными экспериментами и практическим опытом.

При определении мощности двигателей вибровкладышей можно пользоваться формулой (4”), хотя эти вкладыши имеют одновальный привод дебалансов. Дело в том, что амплитуда колебаний их в горизонтальной плоскости значительно меньше, нежели в вертикальной, вследствие большей величины трения о подстилающий бетон, наличие распора между вкладышами и стенками формы, а для овальных и большей жесткости в горизонтальном направлении.

Это соотношение получено экспериментально и действительно при числе колебаний 3000 в минуту для площадок типа ВНИИСтройдормаша, при заполнении полостей подшипников качения дебалансов консистентной смазкой на ‘Д часть их объема и тщательной сборке. Лишнее масло в подшипниках качения ведет к увеличению расходуемой мощности и не должно допускаться в вибраторах как виброплощадок, так и вибровкладышей.

При конструировании виброплощадок или выборе их в качестве составных частей формующих установок следует иметь в виду, что наибольшее распространение получили виброплощадки одночастотные, с вертикально направленными колебаниями, нерезонансного типа.

Виброплощадки с двумя и более частотами колебаний пока не получили распространения, так как значительно более сложны по конструкции. Надежного в эксплуатации промышленного образца такой площадки еще нет.

В‘иброплощадки одновальные с круговой вибрацией более просты конструктивно, но не обеспечивают равномерного распределения амплитуды колебаний по ширине площадки и расходуют больше энергии.

Создание резонансной площадки заманчиво с точки зрения экономного расходования энергии, но практически пока неосуществимо вследствие значительных колебаний вибрируемой массы, причем не только при смене одного изделия другим, но даже при изготовлении одного и того же изделия.

Вследствие неравномерного распределения возмущающих сил по длине и ширине виброплощадки, ее рама испытывает изгибающие нагрузки, которые, особенно вблизи резонансных частот, значительно изменяют местные значения амплитуды колебаний. Для снижения этого дефекта приходится рамы виброплощадок делать достаточно жесткими на изгиб, т.е. тяжелыми. По этой причине площадки средней и, особенно, большой грузоподъемности строят зачастую в виде отдельных вибростолов, не связанных общей рамой. Такое мероприятие позволяет экономить энергию за счет уменьшения вибрируемого веса и обеспечивает более надежное крепление формы к вибростолам, так как каждый стол имеет, как правило, две точки крепления.

Равномерное- распределение амплитуды по длине формы в этом случае может быть достигнуто при условии достаточной жесткости самой формы.

Между виброплощадкой и фундаментом, как правило, предусматриваются пружины, резко ограничивающие передачу вибрации на фундамент и обслуживающий персонал. Жесткость пружин, рекомендуемая ВНИИСтройдормашем, должна быть выбрана такой, чтобы осадка под нагрузкой была не менее 10 мм. Такие пружины дадут собственную частоту системы под нагрузкой около 5-6 гц, т.е. достаточно далекую от частоты вынужденных колебаний (от резонанса).