Использование бетона в качестве основного строительного материала упростило процесс возведения высотных зданий и построек с мощными стенами, фундаментами и несущими конструкциями. Одновременно с увеличением прочности и твердости стен из бетона появилась проблема нарезки всевозможных деформационных швов, обустройства технологических окон и дверных проемов. Кирпич достаточно легко режется традиционными пилами, тогда как для железобетонных плит и отливок может помочь только алмазная резка бетона.
Сущность технологии резки бетона
Застывший бетонный массив очень сложно обрабатывать с помощью механической резки или сверления. Легкие, не набравшие расчетную прочность бетонные поверхности еще можно частично резать абразивным диском с наполнителем из карбида и окислов кремния и алюминия. Уже через год после схватывания раствора резка бетона возможна только алмазным инструментом. Причин тому несколько:
- Высокая абразивная истирающая способность зерен застывшего бетона. Любой металл, даже титан или вольфрам, теряет остроту режущей кромки в считаные минуты работы;
- Высокая твердость песчаных и гравийных наполнителей, особенно для тяжелых бетонов. В этом случае традиционный способ резки с помощью перфораторов не способен преодолеть твердый базальт или гранит;
- Наличие в бетонном массиве армирующих стальных и стекло пластиковых стержней, решеток, арматурных прутьев.
При этом достигается практически идеальная геометрия и гладкая фактура отрезанной кромки поверхности. Благодаря высокой точности линии реза алмазная резка проемов в бетоне применяется в качестве основного метода обработки. Даже нарезка плазменным резаком или лазерная резка бетона не обеспечат должного качества и точности. Кроме того, термические методы, широко используемые для карьерной резки гранита и базальта, нельзя применять для бетонных массивов. В этом случае линия реза покрывается трещинами, и образуются внутренние напряжения, возникновения которых нельзя допускать в конструкциях из бетона.
Технология резки бетона алмазом
Алмазная резка бетона во многом похожа на известный метод разрезания оконного стекла с помощью ручного стеклореза. Мельчайшее алмазное зерно, закрепленное на металлической подложке, при движении по бетонной поверхности раздавливает и разрезает менее твердые бетон и гранит на мельчайшие риски. При этом материал выкрашивается из линии реза в виде мельчайшей пыли. Резка бетона алмазным диском всегда сопровождается образованием небезопасной смеси бетонной и алмазной пыли.
- Алмазные круги различной толщины, диаметра и формы режущей кромки;
- Станки для резки бетонных массивов, плит, колонн, фундаментов, в которых основным рабочим инструментом является стальной канат с алмазным напылением;
- Буровые сверла с алмазными коронками;
- Бензорезы и станковые пилы на пневмо и гидроприводе;
- Вспомогательное оборудование для охлаждения инструмента и удаления продуктов реза;
- Инструмент для резки бетона отличается по форме, материалу подложки и количеству алмазного порошка, запаянного в серебряной или медной матрице торцевой поверхности.
Дисковая резка бетона
Разумеется, алмазная резка бетона с помощью диска требует использования специального оборудования, чаще всего это высокооборотные гидравлические или электрические двигатели в защищенных от пыли корпусах. Самые тонкие бетонные стены в 5-7 см режут ручным электроинструментом — мощными болгарками с диаметром диска 250 мм, мощность электродвигателя составляет 2,5-3 кВт. Более толстые перегородки в 10-15 см режут станковыми пилами с алмазным диском, диаметром 50-60 см. Самые мощные стены из бетона от 25 см и выше режут специальными станками с низко оборотными гидроприводами.
Алмазный диск для резки бетона представляет собой достаточно тонкий, от одного до пяти миллиметров, круг из очень прочного и жесткого сплава на основе кобальта. По торцевой поверхности навариваются отдельные сегменты из никелевого сплава. Каждый сегмент покрыт небольшим количеством синтетической алмазной пыли.
При резке бетона температура режущей кромки достигает 800-900оС, поэтому алмазные сегменты приваривают к диску лазером, обычный медный или латунный припой не выдерживает температур. Алмазные диски с лазерной сваркой сегментов могут применяться для резки тонкой арматуры и бетон с большим содержанием кварца.
Резка тяжелых бетон выполняется с использованием дополнительного охлаждения инструмента. В этом случае сегменты паяют серебряными припоями, что позволяет эффективно отводить тепло от режущей кромки. В качестве охлаждения используются вода и водомасляные эмульсии. В процессе резки вода может струйкой направляться на открытую часть инструмента и стекать в поддон. Но чаще всего жидкость распыляется и вместе с потоком воздуха направляется на рабочую кромку с алмазным порошком. Обратный поток воздуха, насыщенный паром и пылью, засасывается воздухоприемником вытяжного устройства, благодаря этому получается резка бетона без пыли.
Воздушно-капельное охлаждение дает возможность при резке эффективно отводить тепло не только от инструмента, но и от бетона. Это важно, так как перегретая бетонная поверхность или стальная арматура нередко становится причиной образования трещин и выкрашивания среза.
Перед началом работ по резке дверного проема или деформационных швов всегда выполняют разметочный шов. Для этого алмазным диском прорезают тонкий, в 5-10 мм, паз по линии будущего разреза. Это позволяет оценить прочность поверхности и правильно выбрать режим работы и инструмент. Если в массиве выявлена стальная арматура, специалисты рекомендуют останавливать болгарку и менять инструмент на диск, предназначенный для обрезания металла. Они намного дешевле алмазных. Кроме того, металл арматуры обычно быстро наплавается и залепляет алмазный порошок, выводя инструмент из строя.
Резка бетона с помощью канатных систем
Дисковые системы неплохо показали себя при разрезании плоских монолитных поверхностей. Но там, где нет возможности установить станок с направляющими, например, при нарезке криволинейных поверхностей, бетонных колонн, колодцев, опор алмазные круги практически бесполезны. Для таких случаев применяется более сложная техника с гибким режущим элементом.
Для небольших объемов могут применяться ручные пилы-бензорезы. Конструктивно такая пила очень сильно напоминает обычную бензопилу, но значительно более мощную и оснащенную защитным кожухом от пыли и воды. Цепь инструмента изготавливается из тех же материалов, что и алмазные круги.
Обрезку очень толстых бетонных массивов выполняют с помощью передвижных станков, у которых основным режущим инструментом является канат или трос, с кольцевыми режущими элементами, покрытыми алмазным порошком. Канатная резка бетона позволяет обрабатывать плиты практически неограниченной толщины, в этом случае возможности техники определяются мощностью привода и длиной троса.
Подведём итог
Кроме дисковых и канатных инструментов, существуют ленточные пилы и вибрационные резчики-долота, но их применение ограничено из-за низкой производительности и высокой стоимости оборудования. Обычно оба способа применяют при демонтаже старых бетонных построек, нефтехранилищ, причалов, подземных трубопроводов, поэтому широкого применения такие инструменты не нашли.
