Алмазное бурение бетона, технология

Технология и преимущества алмазного бурения

Алмазное бурение – это технологический процесс, позволяющий получать цилиндрические отверстия в самых разных строительных материалах с помощью алмазного инструмента. Технология алмазного бурения позволяет получать идеально ровные отверстия заданного размера, глубины и формы. Эта технология может быть применима к любому строительному материалу:

• бетон и железобетон;
• природный камень (гранит, мрамор);
• искусственный камень;
• кирпич;
• керамика и пр.

Алмазным инструментом в безударном режиме можно сверлить и стекло

Алмазное бурение (сверление) стало особо актуальным после повсеместного использования в строительстве тяжелоармированного железобетона. Если железо можно просверлить стальным сверлом, а бетон перфоратором, то сочетание железа и бетона, ставшее синонимом самой высокой прочности, представляет собой неопределимую преграду для обычного инструмента.

Технология алмазного бурения отверстий в бетоне основывается на уникальной механической особенности алмаза – его невероятной твердости. Инструмент для бурения отверстий в бетоне имеет режущую кромку с алмазосодержащим напылением, так называемую «матрицу». Алмазосодержащие сегменты инструмента производят в процессе сверления безударное локальное разрушение в зоне реза. Одновременно с разрушением строительного материала происходит истирание самой матрицы, но благодаря многослойности на ее поверхность выступают новые алмазы и рабочая кромка постоянно остается острой.

Благодаря безударному воздействию, разрушение материала происходит только в той области, которая непосредственно соприкасается с инструментом. Вся остальная поверхность остается неповрежденной.

Возникновение сколов и трещин на ней совершенно исключено. Отслоение бетона от арматуры также не происходит. Поэтому прочность поверхности, в которой происходит алмазное бурение бетона, остается неизменной. Сами отверстия в бетоне получаются идеально гладкими, ровными и не требуют дальнейшей обработки.

Впечатляет также скорость, с которой алмазное бурение отверстий в бетоне инструмент позволяет решать самые сложные задачи. В зависимости от диаметра отверстия и материала, скорость бурения может составлять от 1 до 5 см в минуту.

Преимущества алмазного бурения:

• идеальная поверхность отверстий, практически не требующая дальнейшей обработки;
• высокая точность размеров;
• отсутствие бетонной пыли;
• бурение бетона можно производить в горизонтальном, вертикальном направлении и под углом;
• возможность выполнения работ в узких помещениях;
• отсутствие шума.

Стоимость бурения отверстий в бетоне напрямую зависит от глубины и диаметра отверстия, вида применяемого инструмента и материала поверхности. Эта операция осуществляется с помощью специального оборудования и может использоваться для самых разных целей.

Технология алмазного бурения бетона

Бетон — достаточно прочный материал, который сложно поддается бурению и сверлению. Это связано с тем, что структура бетона далеко не однородна. Внутри бетона находятся включения из гравия, щебня, которые по своей прочности превосходят многие строительные материалы. И попав на включение из камня, традиционные сверла начинают тупиться и в некоторых случаях ломаются.

И одно дело, если нужно просверлить неглубокое отверстие: там вполне реально можно использовать инструменты с классическими твердосплавными напайками и инструмент с возможностью ударных нагрузок, который называется перфоратор. И совершенно другое дело, если нужно просверлить отверстие большой длины и большого диаметра: в этом случае на помощь может прийти алмазное бурение отверстий в бетоне.

Но нужно понимать, что даже бур с алмазными напайками с большими проблемами справляется с металлической арматурой, которая находится внутри бетона. Поэтому лучше отверстие бурить так, чтобы обходить арматуру, которая скрыта внутри бетона. Но если не получится обходить арматуру, то инструмент с алмазной режущей кромкой справляется и с металлической арматурой, хотя и не без проблем.

Инструмент для алмазного бурения бетона

Алмаз — наиболее твердый материал, который существует в природе. Но это вовсе не означает, что в инструменте, который позиционируется, как алмазный, в качестве режущей головки используется ограненный алмаз. Все несколько проще. Алмазный бур для работы по бетону представляет собой специальную коронку в виде трубы, рабочие края которой имеют напыление из алмазной крошки. Алмазная крошка, которая напылена на рабочую поверхность инструмента, имеет искусственное происхождение, а не естественное.

Хвостовик коронки крепится в патроне электрического инструмента. Диаметр алмазных коронок может достигать 450 мм. И использовать алмазную коронку рационально, начиная с 50 мм отверстия. До диаметра в 50 мм отверстие в бетоне можно сделать обычным сверлом с твердосплавными напайками.

Для обеспечения нормальных термических режимов во время бурения бетона алмазные коронки для бурения бетона оснащаются подводом для охлаждающей жидкости (воды).

Если рассмотреть алмазное напыление под сильным увеличением, можно увидеть, что каждый элемент алмазной пыли представляет собой кристалл с очень острыми гранями. И именно эти грани выполняют функцию режущих кромок, которые способны бороться с бетоном.

Количество режущих кромок, по сути, исчисляется шестизначными числами. Но каждая из алмазных режущих кромок выполняют свою работу по резке бетона.

Алмазные коронки для бурения бетона могут быть двух видов. Первый вид — коронка классического типа в виде трубы. Второй вид — алмазная коронка, в центре которой есть обычное сверло. Сверло нужно чтобы обеспечивать нужную центровку инструменту. Инструмент с центральным сверлом нужен не всегда, а только в тех случаях, где нужна особая точность координат центра отверстия.

Технология алмазного бурения бетона

Алмазное бурение отверстий в бетоне по механике ничем не отличается от сверления обычными сверлами. Вращение головки задается электрическим инструментом. Скорость сверления зависит от диаметра головки и от глубины, на которую происходит сверление.

Но если в случае с обычным сверлом в процессе резания бетона участвуют только две режущие кромки, то в случае с использованием головки с алмазным напылением, количество режущих кромок просто огромное.

Когда идет бурение головкой с алмазным напылением, внутрь коронки подается вода, и таким образом не происходит перегревание инструмента и одновременно с этим идет осаживание пыли, которая неизбежно появляется во время резки.

Чем важно охлаждение режущего инструмента?

Сама алмазная крошка не восприимчива к высокой температуре. Алмаз способен переносить огромные температуры без деформации и изменения своих режущих свойств. Но высокая температура сказывается на соединении алмазной пыли с металлом коронки. И для того чтобы откалывание алмазного напыления происходило меньше, режущую часть охлаждают водой.

Благодаря трубчатой конструкции коронки основная часть бетона, в виде не раздробленной цилиндрической части уходит внутрь конструкции коронки. Если отверстие не сквозное, то внутренняя часть бетона затем убирается при помощи пики перфоратора. Если отверстие сквозное, получившийся цилиндр из бетона оказывается внутри коронки с алмазным напылением.

Алмазное бурение отверстий в бетоне позволяет получить отверстие, которое имеет нужный диаметр без значительных отклонений в размере. Это связано с тем, что коронка не имеет биения в процессе сверления, и поэтому нет особых отклонений по диаметру, и главное: нет отклонений по форме отверстия. Пыли во время сверления при помощи алмазной коронки гораздо меньше. И это связано не только с наличием воды в зоне резания, но и с тем, что коронка делает узкий рез, а не так как в случае использования сверла происходит резание по всей плоскости отверстия.

Где применяется алмазное бурение бетона?

Есть несколько технологических задач, которые удобнее и рациональнее решать при помощи алмазного бурения бетона. Например, если нужно проложить в стене металлическую гильзу большого диаметра, под самые различные коммуникации (электрические, водопроводные, газовые, вентиляционные), то использование коронок большого диаметра с алмазным напылением вполне оправдано. Если в стене нужно отверстие диаметром 150 мм — 450 мм, альтернативы коронке просто не существует.

Можно применять алмазное бурение отверстий в бетоне и в случае, если нужно сделать в стене проемы под электрическую арматуру (розетки, выключатели). В случае если нужно снести толстую бетонную стену, иногда имеет смысл просверлить отверстия по периметру сноса. Так стену будет демонтировать гораздо проще.

Важно только подбирать электрический инструмент по мощности под коронки определенного диаметра. Чем больше диаметр коронки, тем больше должна быть мощность у инструмента.

Поделиться:

Область применения бурения алмазным инструментом

Как правило, оборудование для алмазного бурения работает от электричества, но на рынке можно найти сейчас и ручные буровые установки

Алмазное бурение используют для создания отверстий:

• в фундаменте. Отверстия в фундаменте бывают необходимы для подключения систем водо- и электроснабжения, отопления, канализации к городским магистралям;
• в стенах под прокладку труб водоснабжения, отопления, канализации;
• в перекрытиях под трубы стояков водоснабжения, отопления, канализации;
• в перекрытиях и стенах для монтажа систем кондиционирования;
• в перекрытиях и стенах под вентиляционные клапана и воздуховоды;
• для устройства дымоходов, подключения отопительных приборов;
• для подвода коммуникаций к бассейнам;
• для установки внутренних стояков сливов с крыш;
• для установки перил ограждения на лестничных маршах;
• для монтажа систем автоматического пожаротушения.

Алмазное бурение отверстий в бетоне расценки и эффективность во многом зависят от используемого оборудования. Алмазное бурение можно проводить с помощью перфораторов или специальных установок. Последние используются при больших объемах строительных работа. Непосредственно бурение отверстий осуществляется алмазными бурами или коронками.

Где применяется алмазное сверление?

Строительные работы, особенно на крупных объектах, требуют проделывания тысяч отверстий в бетоне и других прочных материалах. Отверстия нужны для прокладки коммуникаций: кабелей, труб водоснабжения и канализации, вентиляционных каналов. Применение для этих целей пневматического отбойного оборудования долгое время требовало повышенных временных и трудовых затрат.

Внедрение технологии алмазного сверления отверстий в бетоне позволило повысить производительность труда строителей при одновременном снижении сроков работ.

Область применение алмазного бурения:

• прокладка систем отопления;
• монтаж канализационных систем и систем водоснабжения;
• отверстия под трубы стояков;
• создание отверстий в фундаментах зданий для подвода коммуникаций;
• прокладка систем противопожарной сигнализации и автоматического пожаротушения;
• создание отверстий под вертикальные и горизонтальные воздуховоды в системах вентиляции и кондиционирования;
• монтаж перил, ограждений и лестничных пролетов;
• монтаж технологического оборудования промышленных предприятий.

Основные характеристики бура

Бур – это режущий инструмент, используемый для сверления отверстий в самых разных строительных материалах. Алмазный бур по бетону считается самым надежным и востребованным инструментом для сверления отверстий. Чаще всего этим режущим инструментом оснащаются ручные пневматические и электрические перфораторы с энергией удара до 35 Дж. Буры различаются по диаметру, длине, виду крепления и конструкции.

В зависимости от крепления бур по бетону ГОСТ предусматривает нескольких видов. Наиболее широкое распространение получили буры с хвостовиками SDS Plus и SDS Max. В быту чаще используется бур по бетону SDS Plus. Им можно сверлить сквозные или неглубокие отверстия небольшого диаметра. Для сквозных и глубоких отверстий большого диаметра рекомендуется применять бур по бетону SDS Max.

Выбор бура зависит, в основном, от особенностей используемого перфоратора и от вида материала, в котором будут сверлиться отверстия. При выборе инструмента надо также учитывать его диаметр и длину. Бур по бетону для перфоратора, размеры цены которого могут существенно отличаться в зависимости от производителя, имеет особую пайку поверхности, что позволяет ему с легкостью справляться и с армированным бетоном, и с натуральным камнем.

Современное алмазное бурение

В настоящее время, алмазное бурение стало очень популярным методом сверления отверстий. Сегодня, алмазное бурение используется не только при бурении горных пород, но и в широком строительном спектре. При помощи алмазных буров рабочие просверливают отверстия в стенах, потолках и полах. Данное действие еще называют «алмазным сверлением».

Строительным компаниям очень нравится применять в работе алмазное бурение, так как такой вид сверления не требует дополнительных обработок. Отверстие, получаемое при сверлении, оказывается идеально ровным, даже в очень толстых и плотных строительных материалах. Алмазное сверление применяется для проводки нового трубопровода (газ, вода канализация) и многих других нужд.

Типы алмазных буров для перфоратора

Чем дешевле бур, тем меньшей стойкости и производительности можно от него ожидать

Все буры делятся на такие типы:

• шнековые – самозатачивающиеся. Эти буры имеют такую конструкцию, которая позволяет очень быстро удалять шлам из зоны реза. В основном они выпускаются с хвостовиком SDS Plus и используются при монтаже и ремонте не очень тяжелых строительных конструкций;
• спиральные. Они обычно имеют большой диаметр. Спиральный бур для перфоратора по бетону, размеры которого позволяют выполнять глубокие отверстия, используется при монтаже кондиционеров или демонтаже не очень толстых стен;
• пологие. С помощью таких буров делают отверстия небольшой глубины. Их достоинством можно считать то, что они имеют более продолжительный срок эксплуатации, чем спиралевидные.

Для разных целей используются буры, отличающиеся по конструкции, качеству и цене. Если исходить из стоимости, то все буры можно разделить на три категории.

Ценовые категории буров:

• самые недорогие буры. Такие буры подходят лишь для разового использования. Иногда на них даже нет маркировки;
• буры для домашнего пользования, выпускаемые солидными фирмами. Такой инструмент стоит дороже по сравнению с ширпотребом, но зато и дольше прослужит, например, буры по бетону для перфоратора размеры Хилти;
• буры для профессионального оборудования. Такие буры считаются самыми дорогими, но зато имеют качество высшего разряда. Поэтому если позволяют финансы, то лучше именно такой алмазный бур по бетону купить.

Для домашнего пользования можно купить бур по бетону для перфоратора, который относится к средней ценовой категории (Stayer, Matrix, Bergen, Зубр). При выборе бура следует помнить, что он является расходным материалом и не подлежит ремонту. Поэтому не стоит покупать неизвестно кем изготовленный бур по бетону, цена которого очень низкая. Такой бур может так разбить патрон перфоратора, что в нем потом сломается даже очень хороший инструмент.

Устройство установки для алмазного бурения

Все действия выполняются при помощи специальной установки для сверления. Сама установка состоит из двигателя, станины, самой буровой коронки.

Буровая коронка выглядит точь-в-точь, как полая труба с определённым диаметром. Также она содержит специальное устройство, которое требуется для крепления вала к двигателю и сами алмазные сегменты. Агрегаты с электрическим двигателем, как правило, имеют от 2,3 до 5,5кВт, требуют подачу воды для охлаждения коронки во время самого процесса сверления. Для крепления станка на стену используется распорочный анкер. Кстати, вода, кроме охлаждения самой коронки отвечает ещё и за удаление отработки из рабочей зоны установки, целостность сегментов в процессе бурения. Использованную воду, как правило, её количество от 1 до 15 литров только на одно отверстие, собирают в специальный контейнер. Редко, но всё же требуется водяной пылесос, но это зависит уже от конкретных условий на строительном объекте.

Немного истории

Эра алмазного бурения началась очень давно, в 1863 году, когда в Альпах пытались строить железнодорожный тоннель. В распоряжении рабочих были самые передовые технологии того времени, такие как бурильная машина на пару и другие типы буров. Заведовал этим всем — Лоше, который был хорошим техническим специалистом. Но эти буры не подходили для гор Альп, которые содержали огромное количество твёрдой горной породы. В то время Лоше долго искал способ решения этой проблемы. И у него получилось его найти. Именно он считается изобретателем алмазного бурения. В то время алмазная коронка Лоше считалась инновацией и работала отлично. Таким образом, именно Лоше считается человеком, который начал эру алмазного бурения. Хотя устройство первых образцов и не было идеальным, алмазы очень часто крошились и выпадали из своих углублений. В наше время это устройство совершенно.

Оснастка для бурения отверстий большого диаметра

Для создания цилиндрических отверстий большого диаметра применяют специальный тип буров – коронки. Корпус буровой коронки имеет вид полой трубы. На одном конце корпуса есть специальный механизм для крепления коронки к валу двигателя, а на другом напаяны алмазосодержащие сегменты. В роли керна выступает бур с небольшой винтовой нарезкой. Его длина на 1-2 см больше высоты корпуса. Керн используется для центровки проделываемого отверстия.

Бурение бетона коронкой, цена которой считается одним из недостатков данного способа, выполняется с помощью тяжелого перфоратора или специальной установки. Диаметр коронки может достигать 1000 мм, а по заказу его можно увеличить еще больше. При этом глубина сверления ограничивается высотой корпуса.

Почему бурение «алмазное»

Алмаз в переводе с арабского «твердейший». Существует шкала твердости Мооса, и там минерал получил 10 баллов из 10. Поскольку природный алмаз очень дорог, его применение не могло получить широкого распространения за рамками ювелирной отрасли вплоть до середины XX, когда стали доступны синтетические алмазы. Не представляющие интереса ювелирам, но сохранившие свои прочностные характеристики и используются в широком диапазоне производственных процессов, в том числе и в бурении (сверлении цилиндрических отверстий).

Только в России выпускается более тысячи видов алмазных инструментов. Алмазный инструмент для бурения, изготовлен, конечно, не из алмазов, но его оснастка – коронки, буры имеют алмазосодержащие сегменты. И хотя алмаз имеет очень низкий коэффициент трения, он в процессе бурения все же истирается, однако режущая кромка — «матрица» всегда (до выработки ресурса) остается острой, поскольку она многослойна. По мере стирания кромки, проступает новый слой с алмазной крошкой, которая и определяет качество алмазного бурения. Разрушение материала происходит только в зоне реза. Такого эффекта невозможно добиться ни одним из строительных инструментов.

Это интересно: Впервые эксперимент с алмазным бурением был проведен Георгом Лешо. Швейцарский инженер изготовил первую алмазную коронку, которая успешно прошла испытания при бурении тоннеля в Альпах в 1882 году. В виду высокой стоимости коронки с природными алмазами, изобретение надолго осталось просто историей.

Цена алмазного бурения

В цену алмазного бурения следует засчитывать еще амортизацию инструмента и оборудования, а также и расход электроэнергии

На цену бурения отверстий алмазным инструментом оказывают влияние следующие факторы:

• сложность работы (бурение стены в труднодоступном месте или под углом);
• вид строительного материала несущей конструкции здания;
• диаметр, глубина и количество проделываемых отверстий.

Алмазное бурение отверстий в бетоне, цена:

Алмазное бурение отверстий в бетоне показано в видео:

Преимущества алмазного бурения

Несмотря на высокую стоимость оборудования для алмазного сверления, эта технология дает ряд преимуществ.

• Сверлить отверстия можно в горизонтальной, вертикальной и наклонной плоскостях, а также в ограниченном пространстве;
• Высокая скорость бурения (до 6 см/мин);
• Широкий диапазон диаметров просверленных отверстий и их ювелирная точность;
• Большая глубина бурения (до 3-х метров);
• Ровные проемы и отверстия;
• Низкий уровень вибрации;
• Абсолютная безопасность выполняемых работ для несущих конструкций;
• Отсутствие мусора и пыли;
• Бурение отверстий в бетоне производится без ударных нагрузок, что полностью исключает вероятность появления дефектов на обрабатываемой поверхности;
• Мощный двигатель обеспечивает возможность в считанные минуты просверлить отверстие практически в любом твердом материале (железобетоне, кирпиче, бутовом камне, граните, мраморе и пр.);
• Жесткое крепление на обрабатываемой поверхности избавляет оператора от лишних усилий по удержанию инструмента в заданном положении.

Благодаря технологии алмазного сверления, пробить отверстие любого диаметра и глубины в материалах повышенной твердости стало значительно легче и быстрее. Компактное оборудование работает практически бесшумно. Алмазное бурение — лучшее решение при проведении различного вида ремонтно-строительных работ.