ویبراتور بتن

ویبراتور بتن چیست؟

ویبراتور بتن دستگاه تخصصی ارتعاش بتن است که با هدف حذف حباب‌ها در لایه‌های عمیق بتن و همچنین توزیع یکنواخت بتن در تمامی فضاها و تشکیل یک بتن همگن و کاملاً یکنواخت کارایی دارد. ویبراتور بتن دستگاه پیاده‌سازی عملیات ویبره زنی بتن است که در صورت اجرای صحیح باعث شکل‌گیری فرم کاملاً استاندارد و مقاوم بتن می‌شود.

بتن در فاز مقدماتی یعنی زمانی‌که هنوز فرم سیالی دارد، یک ماده بسیار چگال با گرانروی بسیار زیاد است. اصطکاک بالایی میان ذرات شن و ماسه و ملات سیمان وجود دارد که مانع از شکل‌گیری ساختار منسجم و متراکم بتن می‌شود. این در حالی است که مقدار زیادی حباب هوا در لایه‌های عمیق بتن حضور دارند. با استفاده از تکنیک ارتعاش بتن یا همان ویبره زنی می‌توانیم اصطکاک میان ذرات را کاهش داده و باعث توزیع یکنواخت بتن و حذف تمامی حباب‌ها شویم.

برای انجام عملیات ویبره زنی، انواع شیلنگ ویبراتور طراحی ‌شده است. اما قدرت کافی برای عملیات ارتعاش انواع شیلنگ ویبراتور توسط دستگاه‌هایی مانند موتور ویبراتور تأمین می‌شود. انواع موتور ویبره در واقع مولدهای بنزینی و یا برقی هستند که قدرت کافی ارتعاش شیلنگ‌های ویبره در داخل بتن را تولید می‌کنند.

مشخصات فنی ویبراتور بتن

ویبراتور بتن یکی از انواع ماشین آلات ساختمانی، برای تولید ارتعاش در سطح عملیات‌های عمرانی است. این دستگاه یک موتور قدرتمند است که به روش تخصصی برای کوپل شدن با انواع شیلنگ ویبراتور طراحی ‌شده است. از نگاه فنی ویبره بتن ریزی در تیپ‌های برقی و یا بنزینی دسته‌بندی می‌شود.

ویبراتور بتن‌های برقی از حضور الکتروموتورهای تک‌فاز و یا سه فاز برای ارتعاش بتن استفاده می‌کنند. مشخصات فنی این مدل‌ها متکی بر جانمایی موتورهای الکتریکی در سطح ولتاژ 220 ولت است. عمده کاربرد این مدل‌های برقی در سطح عملیات‌های بتن ریزی شهری است. اما موتور ویبراتورهای بنزینی مدل‌های قدرتمندتری هستند که در طراحی آنها از موتورهای احتراق داخلی تک‌ سیلندر از نوع تنفس طبیعی استفاده ‌شده است. مشخصات فنی ویبراتور بتن‌های بنزینی مناسب کار در شرایط سیار و یا عملیات‌های سنگین بتن‌ریزی در مناطق دوردست طراحی‌ شده است. ا

انواع مدل‌های موتور ویبراتور بتن

انواع موتور ویبراتور بتن را براساس نوع مولد موتوری در دو تیپ ویبره بتن برقی و ویبره بتن بنزینی دسته‌بندی می‌کنند.

موتور ویبره بنزینی

برای طراحی این مدل ویبراتور بتن از موتورهای بنزین سوز استفاده ‌شده است. این موتور بنزینی در مدل های تک ‌سیلندر از مدل‌های دو و یا چهار زمانه است. موتورها با استفاده از روش تنفس طبیعی و با الگوی کار هوا خنک طراحی‌ شده‌اند. عموماً با روش استارت دستی نیز راه‌اندازی می‌شوند. ویبره بتن بنزینی مناسب کار در مناطق دوردست و یا عملیات ویبره زنی در شرایط سیار است. همچنین در کارگاه‌هایی که به هر دلیلی فاقد نیروی برق هستند، می‌توان از انواع ویبره بتن بنزینی استفاده کرد. ویبره بتن بنزینی در دو تیپ شاسی ثابت و گردان طراحی و تولید می‌شود.

ویبراتور بنزینی ثابت

برای طراحی این مدل ویبراتور بتن موتور بنزینی از یک شاسی ثابت استفاده‌ شده است. معمولاً شاسی طراحی مکعبی ساخته ‌شده از قطعات پروفیل فلزی دارد. شاسی را به شکل دسته دار طراحی می‌کنند تا شرایط حمل‌ونقل ویبره بتن بنزینی ساده باشد. موتور ویبراتور بنزینی با شاسی ثابت مناسب کار در پروژه‌های کوچک است. ارزان ‌قیمت هستند؛ اما شاسی آنها فرم طراحی ثابتی دارد. لذا در حین کار نمی‌توانید با کشش شیلنگ ارتعاش، زاویه جهت‌گیری کوپلینگ را تغییر دهید. بلکه لازم است تا برای تغییر موقعیت کوپلینگ کل شاسی را بلند کنید.

ویبراتور بنزینی گردان

برای طراحی این مدل‌ها از شاسی‌های گردان استفاده‌ شده است. این شاسی دارای یک پایه محکم است که بر سطح زمین صاف مستقر می‌شود. سپس بخش بدنه موتور با استفاده از یک بلبرینگ بر روی این پایه قرار دارد. بخش بدنه موتور بر روی پایه به‌ طور کامل و با طی شدن 360 درجه زاویه می‌چرخد. به ‌این ‌ترتیب می‌توانیم به ‌راحتی جهت قرارگیری کوپلینگ موتور ویبره بتن ریزی را تنظیم کنیم. ویبراتور بتن بنزینی شاسی گردان مناسب عملیات ارتعاش در واحدهای بزرگ و فضاهای گسترده بتن ریزی شده‌ است.

موتور ویبره برقی

ویبراتور بتن با طراحی موتور ویبره برقی دستگاه کارآمد در عملیات‌های سبک شهری است. برای طراحی ویبره بتن برقی از انواع الکتروموتورهای تک‌فاز استفاده ‌شده است. عموم مدل‌ها در تیپ‌های 2 و یا 3 اسب بخار هستند. این موتور ویبراتور بتن‌ها با استفاده از برق 220 ولت جریان متناوب AC کار می‌کنند. لذا در صورت تأمین برق تک‌فاز کارآمد هستند. بنابراین در سطح پروژه‌های شهری که دسترسی آنها به برق تک‌فاز ساده است، متداول می‌باشند. اما در عمل وابسته به تأمین برق و استفاده از کابل برق هستند. لذا مناسب نصب در مناطق دوردست، فعالیت‌های سیار و یا مکان‌ها فاقد نیروی برق نمی‌باشند. ویبره بتن برقی به ‌مراتب از مدل‌های بنزینی ارزان‌تر است. این دلایل باعث شده ‌است که استفاده از این ویبراتور بتن‌های برقی متداول باشد.

انواع موتور ویبره برقی را براساس نوع طراحی شاسی در مدل‌های شاسی ثابت و یا شاسی گردان دسته‌بندی می‌کنند.

ویبراتور برقی ثابت

برای طراحی این مدل ویبره برقی بتن از یک شاسی با الگوی طراحی ثابت استفاده ‌شده است. این شاسی به مانند مدل‌های شاسی ثابت بنزینی طراحی مکعبی شکل دارد که معمولاً در امتداد طراحی شاسی دارای دسته‌هایی مناسب جابه‌جایی ساده هستند. قیمت ویبراتور بتن برقی شاسی ثابت ارزان است. اما قابلیت جابجایی کوپلینگ آن دشوار است. برای تغییر جهت کوپلینگ این ویبراتور بتن‌ها باید کل شاسی را بلند کنیم. لذا در کل مناسب کار در پروژه‌های کوچک عمرانی هستند.

ویبراتور برقی گردان

به مانند مدل‌های گردان ویبره بنزینی که در بخش قبل تشریح کردیم، برای طراحی این مدل نیز از یک شاسی گردان استفاده ‌شده است. این شاسی دارای پایه‌ای ثابت است که بدنه موتور الکتریکی از طریق یک بلبرینگ بر روی آن قرار دارد. بدنه موتور الکتریکی ویبراتور بتن به‌ راحتی بر روی شاسی آن‌هم با قابلیت چرخش 360 درجه جابجا می‌شود. به ‌این ‌ترتیب قدرت انعطاف بالایی برای تنظیم جهت کوپلینگ ارتعاشی ویبراتور بتن برقرار است. از ویبراتور برقی گردان برای کار در عملیات‌های بزرگ ارتعاش بتن استفاده می‌کنند.

ویبراتور دریلی

ویبراتور دریلی در دسته ویبراتورهای برقی قرار دارد. اما روش طراحی آن برای ساخت موتور ویبراتور قابل حمل می‌باشد. ویبراتور دریلی کوچکترین مدل از طراحی انواع موتور ویبره است که به روش قابل ‌حمل برای کارهای سیار در سطح عملیات‌های بتن ریزی طراحی‌ شده است.

ویبراتور دریلی طراحی شبیه به دریل‌های نام ‌آشنای کوچک با قابلیت حمل‌ونقل ساده دارند. موتور الکتریکی و تک‌فاز این ویبراتورها در داخل پوسته آلومینیومی و یا پلاستیکی جاسازی شده‌ است. این پوسته به شکلی است که به ‌راحتی می‌توانیم آن را در یک دست گرفته و جابه‌جا کنیم.

ویبراتور دریلی به‌ خاطر طراحی در ابعاد کوچک از موتورهای قدرتمندی برخوردار نیستند. قدرت ارتعاش آنها کم است و در کل مناسب ویبره زنی در فضاهای کوچک و محدود بتن ریزی شده هستند. سبک وزن طراحی ‌شده‌اند. قابلیت حمل‌ونقل ساده دارند. لذا کاملاً مناسب ویبره زنی در حالت سیار و یا فضاها با دسترسی دشوار هستند. از انواع ویبراتور دریلی عموماً برای ویبره زنی در قالب ستون‌های بتن آرمه و یا فضاهای باریک و عمیق بتن ریزی شده استفاده می‌کنند.

موتور ویبره دیزلی

ویبراتور بتن دیزلی از سری قدرتمندترین دستگاه‌های ارتعاش بتن است. برای طراحی این ویبراتور بتن‌ها از موتورهای قدرتمند گازوئیل‌سوز استفاده ‌شده است. موتور ویبره دیزلی به مانند ویبره بتن بنزینی طراحی می‌شود. این ویبراتورها نیز دارای موتورهای احتراق داخلی هستند. اما موتور کار شده در آنها با استفاده از سوخت گازوئیل کار می‌کند.

موتور ویبره دیزلی با هدف تأمین توان بالای ارتعاش طراحی ‌شده است. همچنین بهره‌مندی از سوخت ارزان ‌قیمت گازوئیل باعث شده تا بتوانیم با اطمینان کامل و شرایط کاملاً کم‌هزینه از این ویبراتور بتن در مناطق دوردست و فاقد جریان برق استفاده کنیم. زیرا سوخت گازوئیل بهترین سوخت برای نگهداری ایمن در مدت ‌زمان طولانی است. برای همین است که موتور ویبره دیزلی با جانمایی موتورهای گازوئیل‌سوز از بهترین مولدها برای حضور در مناطق دوردست هستند.

برندهای موتور ویبراتور بتن

برندهای مطرح سازنده انواع ویبراتور بتن در سطح بازارهای جهانی خصوصاً بازار داخلی ایران به قرار زیر هستند.

• ویبراتور بتن میکاسا (Mikasa) ساخت کشور ژاپن
• ویبراتور بتن کوپاژ (Copaz) ساخت کشور کره
• ویبراتور بتن کاما (KAMA) ساخت کشور چین
• ویبراتور بتن کیپور (Kipor)
• ویبراتور بتن روتین (Rotine) ساخت کشور چین
• ویبراتور بتن بنزینی روبین (Robin)
• ویبراتور بنزینی هوندا (Honda)

طرز کار دستگاه ویبراتور بتن

ویبراتور بتن یک مولد موتوری است که قدرت چرخش برای ایجاد ارتعاش در پوکر شیلنگ‌های ویبراتور را تولید می‌کند. هر شیلنگ ویبراتور دارای یک فنر منعطف بسیار بلند است. این فنر در طول‌های 3 الی 9 متری ساخته می‌شود. از یک غلاف محافظ پلاستیکی با انعطاف زیاد برای پوشاندن کامل فنر ارتجاعی استفاده ‌شده است.

در ابتدای شیلنگ ویبراتور کوپلینگ فلزی قرار دارد. در انتها نیز بخش تولید ارتعاش یا همان پوکر قرار دارد. پوکر قطعه‌ای مکانیکی است که حرکت چرخشی را تبدیل به یک حرکت ارتعاشی قدرتمند می‌نماید. در ابتدای دستگاه ویبراتور بتن انواع موتور ویبره قرار دارد. انواع موتور ویبره در مدل‌های برقی، بنزینی و یا دیزلی هستند. اما در نهایت تمامی آنها برای تولید حرکت چرخشی قدرتمند طراحی شده‌اند. کوپلینگ شیلنگ ویبراتور با محور موتور ویبراتور در ارتباط است. در برخی مدل‌ها مانند ویبراتور دریلی به شکل یکسره طراحی ‌شده‌اند. اما در مدل‌های متنوع این دو جدا از یکدیگر هستند که به وسیله کوپلینگ به یکدیگر متصل می‌شوند.

چرخش محور موتور ویبراتور از طریق فنر ارتجاعی به پوکر در انتهای شیلنگ ویبراتور منتقل می‌شود. پوکر تحت تأثیر قدرت چرخش محور ارتجاعی شروع به تولید حرکت ارتعاشی می‌نماید. حالا وقتی پوکر را در داخل حجم بتن فرو کرده و آرام به سمت بالا بکشید، باعث خارج شدن حباب‌های هوا شده و حجم بتن را یکدست و منسجم می‌کند.

نحوه انتخاب ویبراتور یا دستگاه ویبره بتن

برای انتخاب دستگاه ویبراتور بتن مناسب باید نکات زیر را در نظر بگیرید.

• نوع شیلنگ ویبراتور بتن را انتخاب کنید. در این انتخاب باید نوع موتور ویبره و روش کار با شیلنگ ویبراتور را بررسی کنید. در کل با چهار انتخاب سروکار داریم.
  • شیلنگ ویبراتور مکانیکی که برای کار با آنها نیاز به موتور ویبراتورهای بنزینی و یا دیزلی داریم.
  • شیلنگ ویبراتور برقی که به وسیله کانورتور برقی به شکل مستقل راه‌اندازی می‌شود.
  • شیلنگ ویبراتور دریلی که در دسته ویبره بتن برقی قرار می‌گیرد و دارای الکتروموتور کوچک شبیه دریل است.
  • شیلنگ ویبراتورهای بادی که نیروی محرک آنها کمپرسور باد می‌باشد.
• در گام بعدی باید شیلنگ ویبراتور بتن را متناسب با بودجه انتخاب کنیم. از نگاه عملیاتی تجهیز دستگاه ویبراتور با تمامی متعلقات در مدل‌های برقی از همه گران‌تر است و ویبراتورهای دریلی از همه ارزان‌تر هستند.
• سایز شیلنگ ویبره را انتخاب کنید. این سایز شامل دو مؤلفه طول فنر و قطر پوکر می‌شود. هر اندازه طول فنر بیشتر باشد، از قدرت نفوذ بیشتری در عمق بتن برخوردار هستید. اما برای ارتعاش سنگین حجم زیاد بتن به پوکر با قطر بیشتر نیاز دارید. انتخاب سایز شیلنگ ویبراتور با توجه به حجم بتن و نوع پروژه تعیین می‌شود. به ‌عنوان مثال شیلنگ‌ها با قطر پوکر کوچک مناسب کار با ویبراتور بتن برقی هستند تا در عملیات‌های کوچک بتن ریزی استفاده شوند. اما در مقابل از موتور ویبراتورهای قدرتمند بنزینی و یا دیزلی برای ارتعاش سنگین پوکرهای قطور و یا شیلنگ‌های طویل در حجم‌های زیاد بتن استفاده می‌شود.

  سرویس و نگهداری دستگاه ویبراتور بتن

سرویس و نگهداری ویبره بتن بنزینی

• در حین عملیات ویبره زنی لازم است تا دائماً مقدار سرعت موتور ویبراتور را بررسی کنید. سرعت موتور ویبره نباید از 3000 دور تجاوز کند.
• پس ‌از هر 50 ساعت کار لازم است تا روغن موتور ویبراتور را تعویض کنید. اما برای موتورهای دو زمانه لازم است تا طرح اختلاط بنزین ترکیبی را به ‌درستی رعایت کنید.
• پس ‌از هر 200 ساعت کار متوالی شمع‌ها و فیلتر روغن موتور ویبراتور را تعویض کنید.
• پس ‌از هر 500 ساعت کار سیستم تزریق سوخت و کاربراتور را سرویس کنید.

سرویس و نگهداری ویبره بتن برقی

• در هر حال سلامت کابل برق دستگاه را چک کنید. کابل برق باید کاملاً سالم بدون هر نوع سایش و یا زدگی باشد.
• در صورت نیاز به تعمیر، بازدید و یا انجام سرویس‌های دوره‌ای ورودی برق را قطع کنید.
• دریچه‌های عبور جریان هوا بر روی بدنه ویبره بتن برقی خصوصاً ویبراتور دریلی را تمیز کنید. انسداد دریچه‌ها باعث تداخل جریان هوا شده که منجر به گرم شدن بدنه موتور الکتریکی می‌شود.
• از پاشش آب بر روی بدنه ویبره بتن برقی جداً خودداری کنید. پاشش آب باعث سوختن سیم‌پیچ موتور می‌شود.

نکات ایمنی کار با ویبره بتن

• در حین کار با دستگاه ویبره بتن اپراتور باید نسبت‌ به فضای بتنی و انجام عملیات ارتعاش تسلط کامل داشته باشد. این به معنی استقرار درست و مطمئن در محل پروژه است.
• روش ایستادن اپراتور باید به شکلی باشد که پای او بر روی آرماتورها لیز نخورد.
• در صورت ویبره زنی در ارتفاع لازم است تا وضعیت ایمنی داربست را بررسی کنید. توصیه می‌شود که اپراتور از کمربند ایمنی استفاده کند.
• موتور ویبراتور باید در مکانی نصب شود که احتمال واژگون شدن نداشته باشد.
• پوکر شیلنگ ویبراتور باید به شکل عمودی و با وزن خودش در داخل بتن فرو رود و پس ‌از مدت زمان کوتاه ارتعاش 5 الی 10 ثانیه آرام و پیوسته به شکل عمودی از بتن خارج شود.
• عمق بتن ریزی باید حداکثر دوسوم طول نارل ویبراتور باشد. ویبره زنی در بتن‌های عمیق‌تر تأثیر مطلوبی ندارد. لذا در صورت پیش ‌بینی عمق زیاد بتن باید ویبره زنی بتن به روش مرحله‌ای انجام شود.
• لازم است تا تمام سطوح بتن ریزی شده را ویبره زنی کنید. برای اینکار باید از روش هم‌پوشانی ویبره زنی استفاده کنید.
• هرگز با استفاده از پوکر و یا بدنه شیلنگ، بتن را جابجا نکنید.
• در حین کار از لباس ایمنی مناسب، دستکش‌های مخصوص کار با تجهیزات ارتعاش، کفش کار و عینک محافظ استفاده کنید.
• از آسیب دیدن کابل برق دستگاه در کار با ویبره بتن برقی پرهیز کنید. هر نوع آسیب کابل برق خطر برق‌ گرفتگی را به ‌دنبال دارد.
• از ویبره زنی در محیط‌های سرپوشیده به وسیله ویبره بتن بنزینی خودداری کنید.

سخن پایانی

بدون تردید ویبره زنی یکی از مهمترین عملیات‌های عمرانی است. حباب‌های باقیمانده در داخل بتن تهدیدی جدی هستند که باعث ضعف استحکام بتن می‌شوند. قاعدتاً کیفیت نهایی بتن از ملاحظات دیگر مهم‌تر است. برای خارج کردن تمام حباب‌ها و ایجاد بتنی کاملاً منسجم به استفاده از ویبراتور بتن تخصصی با توان کافی نیاز داریم. لذا مهم است که در بحثی تخصصی این تجهیزات ارتعاش را در انواع گوناگون بشناسید.

آنچه گفتیم، کلیاتی برای کسب اطلاعات جامع از انواع ویبراتور بتن است. برای بررسی دقیق‌تر و اطلاع از جزئیات فنی‌تر به بررسی کامل مشخصه‌های فنی انواع موتور ویبراتور و همچنین ارزیابی کامل پروژه‌های عمرانی در عملیات‌های تزریق بتن نیاز دارید. لذا توصیه می‌کنیم که قبل ‌از هر اقدام عملی با بررسی دقیق برای خرید و تهیه انواع موتور ویبراتور اقدام کنید.

• موتور ویبراتور برقی بهتر است یا بنزینی؟

  هر دو مدل از سری موتور ویبراتورهای متداول در عملیات‌های عمرانی هستند که باید با توجه به مشخصه‌های پروژه بتن ریزی انتخاب شوند. موتور ویبراتور برقی مناسب کار با شیلنگ‌های کوچک در فرکانس زیاد است. اگر به ارتعاش با فرکانس بالا نیاز دارید، بهتر است مولدهای برقی را تهیه کنید. اما برای تولید ارتعاش با فرکانس کم اما دامنه قدرتمند کار با ویبراتورهای بنزینی و حتی دیزلی مناسب‌تر است.

• برای کار با شیلنگ‌های 2 اینچی از چه موتور ویبراتورهایی استفاده می‌شود؟

  هر اندازه قطر پوکر بیشتر باشد، باید از موتور ویبراتورهای قدرتمندتری نیز استفاده کنید. شیلنگ ویبراتورهای 2 اینچی از متداول‌ترین ها هستند. همه موتور ویبراتورها با قدرت‌های 5، 6 و یا 7 اسب بخار در مدل‌های برقی، بنزینی و یا دیزلی مناسب کار با شیلنگ ویبراتورها تا قطر 2 اینچی هستند.

• برای کار با شیلنگ‌های قطور 2.5 الی 3.5 اینچی از چه موتورهایی استفاده می‌شود؟

  شیلنگ ویبراتورها با پوکرهای 2.5 اینچ و بالاتر نیاز به استفاده از موتور ویبراتورهای کاملاً قدرتمند دارند. برای کار با این شیلنگ‌ها باید از موتورهای بنزینی حداقل 13 اسب و دیزلی حداقل 9 اسب استفاده کنید. موتور ویبراتورهای برقی مناسب کار با این شیلنگ‌های قطور نیستند.

• آیا از موتور ویبراتورهای برقی می‌توان در پروژه‌های بزرگ استفاده کرد؟

  موتور ویبراتورهای برقی قدرت محدودی دارند. همچنین وابسته به کابل اتصال برق هستند. توان آنها مناسب کار در پروژه‌های بزرگ نیست. برای این پروژه‌ها بهتر است از مولدهای دیزلی و یا بنزینی استفاده کنید.

• برای کارکرد مداوم و طولانی ‌مدت کدام موتور ویبراتور مناسب است؟

  تنها موتور ویبراتورهای دیزلی قابلیت کار در مدت زمان طولانی را دارند. موتور ویبراتورهای برقی و بنزینی لازم است تا در حین کار استراحت کنند.

• دو شاخه داخل موتور ویبراتور چیست؟ کدام یک بهتر است؟

  در داخل کوپلینگ موتور ویبراتورها یک دو شاخه برای اتصال شیلنگ ویبراتور جانمایی شده ‌است. این دو شاخه به دو شکل آهنی و چدنی ساخته ‌شده است. مدل آهنی تراش‌ خورده است و قابلیت بهتری برای درگیر شدن با کوپلینگ شیلنگ ویبراتورها دارد.