Выбираем абразивный материал для пескоструйных работ

Виды абразивного материала. Какой абразив выбрать для пескоструйных работ?

Абразив для пескоструя: типы, преимущества и недостатки

Что вы узнаете из этой статьи:

1 7 основных типов абразива

Кварцевый песок – наиболее распространенный и дешевый абразивный материал. Долгое время широко использовался во всем мире, поэтому он и дал свое название пескоструйному аппарату. Но частицы, разрушаясь, превращаются в пыль вредную для здоровья оператора, поэтому в настоящее время использование кварцевого песка для пескоструйных работ в большинстве стран мира запрещено. Требует дополнительной защиты помещения и пескоструйщика. Наиболее эффективен для очистки бетонных конструкций и каменных поверхностей.

КСТАТИ. Нельзя использовать абразивы, которые содержат более одного процента свободного кварца, так как кварцевая пыль может привести к трудноизлечимым заболеваниям дыхательной системы.

2 Сравнительные характеристики основных видов абразивного материала

В таблице ниже приведены основные характеристики различных абразивных материалов, но данные носят примерный характер и не являются точными.

	Кварцевый песок	Купершлак, никельшлак	Пластиковые абразивы	Стеклянная дробь	Гарнет (гранатовый песок)	Корунд (оксид алюминия)	Чугунная колотая дробь	Стальная колотая дробь
Твердость	5 — 7 Moohs	6 — 7 Moohs	4 Moohs	6 Moohs	8 Moohs	8 — 9 Moohs	50-62 HRC	40-65 HRC
Абразивная способность	Низкая	Средняя	Низкая	Средняя	Высокая	Высокая	Высокая	Высокая
Хрупкость	Высокая	Высокая	Низкая	Средняя	Средняя	Средняя	Низкая	Низкая
Пылеобразование	Очень высокое	Высокое	Минимальное	Среднее	Среднее	Среднее	Среднее	Низкое
Кварц в свободной форме	Более 1%	Менее 1%	Отсутствует	Более 1%	Менее 1%	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует
Возможность повторного использования (рекуперации), циклов	—	1 — 2	8 — 12	5 — 35	5 — 7	5 — 7	8 — 10	50 — 100
Средний расход на очистку 1м2 до степени Sa 2 ½	60 — 110 кг	30 — 75 кг	—*	—*	3 — 7 кг	3 — 10 кг	5 — 10 кг	0,2 — 0,6 кг
Скорость очистки	Низкая	Средняя	Средняя	Средняя	Высокая	Очень высокая	Высокая	Высокая
Стоимость	Низкая	Средняя	Высокая	Высокая	Высокая
Себестоимость очистки	Высокая	Средняя	Высокая	Низкая	Низкая	Низкая	Низкая	Минимальная
Условия применение	Очистка в закрытых камерах или с системами подавления пыли	Открытая очистка	Очистка с использованием оборудования с замкнутым циклом: камеры, кабины, беспылевые пескоструйные аппараты
Сфера применения	Наружная очистка	Наружная очистка	Удаление краски, снятие заусенцев, очистка	Очистка, отделка	Наружная очистка	Очистка, отделка, удаление заусенцев, гравировка	Удаление плотной окалины	Очистка, упрочнение

Помимо основных видов абразива в некоторых случаях используются и такие необычные абразивные материалы, как толченая скорлупа грецкого ореха, кукурузные початки или простой просеянный и просушенный речной песок.

3 Размер частиц абразива или зернистость тоже имеет значение

Размер гранул абразива имеет огромное влияние на качество пескоструйных работ, правильный рельеф обработанной поверхности и желаемой текстуры. Казалось бы, чем больше абразив, тем лучше он очищает поверхность и качество работ повышается, но это не так. Большие абразивные частицы глубже врезаются в поверхность, из-за чего на ней остаются выемки и высокие пики. Из-за такой неудачной текстуры на поверхность будет тяжело равномерно нанести защитное покрытие и она начнет ржаветь раньше, чем при обработке более мелким абразивом. Но если выбрать гранулы меньшего размера, чем нужно, то они не придадут поверхности нужную насечку и не смогут до конца очистить ее. Обычно вместе с пескоструйным аппаратом идет инструкция по применению, где написан размер частиц, пригодных для использования. Выбирайте абразив в указанном диапазоне.

Крупные гранулы подходят для очистки нескольких слоев краски, сильной коррозии, остатков цементного раствора

Гранулы среднего размера используют для очистки поверхностной ржавчины, тонкого слоя окалины или неплотной краски.

Мелкие гранулы используются для очистки дерева, пластика, стекла, тонколистового металла.

Таким образом, чем сильней загрязнение или больший слой, подлежит снятию, тем более агрессивный материал необходимо выбирать для очистки. В это же время, чем мягче очищаемая поверхность и чем аккуратней требуется обработка, тем меньше диаметр абразива.

Абразивные материалы

Характеристики
Виды
Производство
Типы абразивного зерна
Применение

Абразивные материалы с древних времен изучались и использовались человечеством. Об абразивных свойствах многих природных материалов написании в сотнях книгах. Абразивные материалы по праву считаются источником для производства обрабатывающих инструментов. Вспомните каменные наконечники, сделанные с использованием абразивных свойств камня. Природа подарила нам замечательные минералы абразивы , которые и по сей день используются в промышленности и быту. К природным абразивам относят алмаз, гранат, кремень. Человек научился синтезировать абразивные материалы близкие по своим свойствам природным абразивам.Абразивные материалы

Характеристики абразивных материалов

Понятие абразивные материалы происходит от французского abrasif, на латыни, (abrado, abrasi (лат.) – скоблить. Любой достаточно твердый материал обладает по отношению к менее твердому материалу абразивными свойствами. Твердость абразивных материалов определяется сопротивлением материала, поверхность которого подвергается скоблению (шлифованию).

Степень твердости абразивных материалов определяется по шкале Мооса, названая в честь немецкого минеролога Фридриха Мооса, предложенного им в 1818 году.

Данные шкалы выведены на основании наблюдения за тем, насколько легко или трудно один материал может соскоблить другой менее твердый материал. Абразивные материалы по своей природе подразделяются на натуральные и искусственные (синтезированные).

Первые искусственные абразивы получены в 1891 году американским ученым изобретателем Эдвардом Ачесоном – это был карборунд.

Виды абразивных материалов

Абразивные материалы делятся:

по твердости (сверхтвердые. твёрдые, мягкие),
химическому составу,
по величине шлифовального зерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), размер абразивного зерна измеряется в микрометрах или мешах.

Таблица. Виды абразивных материалов, используемых при абразивоструйной очистке.

Материал	Размер сита	Форма	Плотность, г/см³	Твердость по Моосу	Хрупкость	Происхождение	Применение
Песок	6-270	*	6,24	5.0-6.0	высокая	природный материал	Наружная очистка
Минеральный шлак

с деликатных поверхностей

Производство абразивных материалов

Для производства абразивных инструментов используются достаточно распространенные природные и синтетические абразивные материалы, которые в разной степени хорошо поддаются обработке и по-разному воздействуют на обрабатываемую поверхность.

Искусственные абразивы обладают большей твердостью по сравнению с природными, а применение добавок позволяет получить широкий спектр материалов с необходимыми свойствами для различных видов абразивной обработки.

Абразивные зерна

Наибольшее распространение для производства абразивных инструментов на гибкой основе получили такие типы абразивного зерна:

Оксид алюминия (электрокорунд)

Кристаллический оксид алюминия (Al2O3). Сырьем для производства оксида алюминия являются бокситовые глины, содержащие не менее 60% Al2O3. Свое второе название электрокорунд оксид алюминия получил из-за технологического процесса плавления в электродуговых печах с использованием энергии электрической дуги при температуре более 2000 С. Обычные металлургические печи не способны выделить угольный кокс. Эффект плавления может быть усилен магнитным полем в специализированных индукционных печах. При охлаждении расплава в его верхней части происходит кристаллизация с образованием вещества с содержанием оксида алюминия более 97%. В процессе дальнейшей очистки, дробления и просеивания получается абразивное зерно для производства абразивных инструментов. В зависимости от степени твердости и чистоты оксида алюминия от 94 до 99% получаются разновидности корунда . Электрокорунд особенно подходит для обработки металла и древесины, он составляющей для производства отрезных и шлифовальных кругов и других абразивных инструментов.

Карбид кремния (SiC)

Получают путем синтеза природного кварцевого песка и нефтепродуктов. В электропечи при температуре более 2000 С происходит кристаллизация смеси результатом которого является образование карбида кремния. Зерна карбида кремния, благодаря твердой и кристаллической структуре с высокой режущей способностью подходят для обработки лака, краски, шпаклевки, стекла, керамики, камня, чугуна, титана, резины и различных полимеров. Зерно карбид кремния применяется для изготовления основы из которой производится шлифовальная лента на бумажной или тканевой основе, водостойкая шлифовальная бумага.

Циркониевый корунд

Получается в результате высокотемпературного (примерно 1900 С) расплавления смеси из окиси алюминия Al2O3и двуокиси циркония ZrO2в специальных наклоняющихся электродуговых печах, методом “на слив” с последующим интенсивным охлаждением расплава, что позволяет получить микрокристаллический материал с размерами первичных кристаллов до 50 мкм. с само затачивающимся эффектом, высокой плотностью и микротвердостью. Циркон корунд обладает высокой вязкостью и высоким коэффициентом шлифования, которые оптимально подходят для обработки нержавеющей стали. Циркон корунд применяется при изготовлении основы, из которой производят шлифовальную ленту, круги лепестковые торцевые, фибровые круги и другие абразивные инструменты.

Новые модифицированные виды абразивного зерна

В последнее время появляются новые модифицированные виды абразивного зерна, обладающие высокими режущими способностями и превосходной стойкостью за счет само затачивания. К таким видам абразивного зерна относится керамический электрокорунд (керамокорунд). К разновидностям абразивного зерна относятся структурированные абразивы Trizact– пирамидки из микрочастиц абразивного материала, которые по мере износа включают в работу новые абразивные частицы до полного износа.

Применение абразивных материалов

Абразивные материалы в чистом виде, как рабочий инструмент применяются крайне редко. Свое основное применение абразивы нашли как основная составляющая для производства абразивных инструментов на гибкой основе, армированных отрезных кругов, шлифовальных кругов и на керамической связке. Технология производства абразивной шкурки является уникальной для каждого производителя и является коммерческой тайной. Идет постоянная борьба за покупателя среди производителей абразивных материалов и инструментов, которые предлагают все новые и новые абразивы для достижения лучших результатов.

Статьи по теме

Алкидная эмульсия

Требования защиты окружающей среды вызвали интерес к алкидным эмульсиям. Стабильные эмульсии можно получить из большинства алкидов при условии, что вязкость смол не слишком большая и прилагаемых сдвиговых сил достаточно для эмульгирования.

Маркировка заточных кругов

Содержание

Размер круга
Скорость вращения
Форма круга
Вид абразива
Зернистость шлифовального круга
Твердость круга
Структура круга для шлифования
Вид связки
Класс точности
Класс неуравновешенности
Другие обозначения на шлифовальных кругах

Круги для заточных и шлифовальных станков применяются для самых разных работ. Одними снимают краску и ржавчину с металлических заготовок. Другие нужны для заточки ножей, лезвий топоров, пильных цепей и дисков. Третьими проводят финишную обработку поверхности. Как разобраться в многообразии оснастки и выбрать подходящую? Расшифруем условные обозначения и прочитаем маркировку, которую производитель размещает на упаковке или самом изделии.

Как расшифровывается маркировка шлифовальных кругов

На первый взгляд все просто. Нужно посмотреть параметры оборудования, и будет понятно, какая оснастка к нему подходит. Учитывается и вид предстоящих работ. Однако надо иметь в виду, что производители используют две системы маркировки. Одни ориентируются на советский ГОСТ, другие – на современный ГОСТ Р. Мы опишем каждый пункт маркировки шлифовальных кругов отдельно и укажем, как он обозначается в разных ГОСТах.

1. Размер круга

Указывается в названии шлифовального круга и дублируется на упаковке. Например, в названии круг шлифовальный 175х20х32 мм цифры означают следующее: 175 мм – это наружный диаметр, 20 мм – высота круга, 32 мм – внутренний, посадочный диаметр. Станки рассчитаны на работу с кругами определенных размеров. Эти требования, как правило, есть в инструкции к оборудованию, и их нужно учитывать в первую очередь.

2. Скорость вращения

Зависит от прочности круга. Он должен выдержать скорость, которую придаст ему шлифовальный или заточный станок. Если оснастка будет недостаточно прочной, ее износ произойдет быстро, и совсем скоро придется покупать новую. Производители указывают на кругах максимально допустимую скорость вращения оснастки в двух единицах измерения – м/с и об./мин.

Как в маркировке кругов обозначается скорость вращения

3. Форма круга

Определяет характер работы, которую можно выполнять этой оснасткой. Кругом с прямым профилем выправляют лезвия ножей. Круг конического профиля нужен для пильных цепей и дисков. Существуют 14 форм оснастки. По старым стандартам форма круга обозначается буквами и числами, по современным – только числами. Один из вариантов маркировки чаще всего есть в названии. Пример числовой маркировки: круг шлифовальный 1 – изделие, которое имеет прямой профиль.

Формы шлифовальных кругов и их маркировка

4. Вид абразива

Абразивный материал – мельчайшее зерно с острыми кромками, которое снимает с заготовки слой за слоем. От свойств частиц зависит, какой станет поверхность после обработки – гладкой или шероховатой. Основные качества абразивных материалов – это твердость, устойчивость к механическим воздействиям, высоким температурам и химикатам.

Виды абразивов, их свойства и маркировка

У каждого материала есть подвиды, которые отличаются друг от друга по параметрам и в работе проявляют себя по-разному. Например, электрокорунд нормальный состоит из 93 – 96% оксида алюминия, а его разновидность – электрокорунд белый имеет в своем составе до 98 – 99% этого вещества. Поэтому он тверже и обладает повышенной абразивной способностью и хрупкостью. Шлифование такой оснасткой проходит качественнее, прижогов металла меньше. Обозначается этот материал как 22 А или иначе – 23А, 24А или 25А. Чем больше числовое значение, тем прочнее и качественнее зерно.

Маркировка абразивов

5. Зернистость шлифовального круга

Показывает размер абразивов и измеряется в микронах. Чем однороднее частицы по размеру, тем качественнее обрабатывается поверхность. Существуют две системы маркировки шлифовальных кругов по этому параметру. В советском ГОСТ 3647-80 применяется числовая система обозначений. Цифрой 1 обозначается размер зерна в 10 мкм. Если зернистость круга 40, то размер зерен составляет 400 мкм. Новый ГОСТ Р 52381-2005 повторяет систему маркировки FEPA, принятую во всем мире. В ней зернистость обозначается буквой F с числом. Чем выше числовое значение, тем мельче абразивные частицы. Например, маркировка F70 означает, что размер зерен составляет 200 – 250 мкм, а F40 говорит о том, что размер равен 400 – 500 мкм.

Обычно зернистость выбирают в зависимости от обрабатываемого материала, нужной шероховатости заготовки, толщины снимаемого слоя. Например, сначала проводят черновую шлифовку кругом с крупной зернистостью, затем оснасткой с мелким зерном проводят чистовую обработку.

6. Твердость круга

Обозначает способность связки сопротивляться выкрашиванию зерен и говорит об износоустойчивости оснастки. Зерно должно полностью выработать свой ресурс и только затем выпасть из связки, открыв следующий слой абразива.

Степень твердости в маркировке шлифовальных кругов

Наиболее распространены круги средней твердости. Но все же выбор зависит от предстоящей задачи: каким оборудованием и какой материал предстоит обрабатывать. Ошибка в выборе скажется на качестве работ. Недостаточно твердая оснастка быстро выработает свой ресурс. Если же твердость будет слишком высока, на обрабатываемой поверхности появятся трещины или прижоги.

7. Структура круга для шлифования

Показывает пропорции смешивания абразива и связки. Чем больше зерен, тем выше плотность. Чем больше связки, тем больше пространства между абразивными кристаллами и тем более пористой будет структура круга.

Типы структуры круга в маркировке

Выбор оснастки по этому параметру зависит от материала, который предстоит обрабатывать. Оснасткой с плотной структурой шлифуют твердые материалы и проводят абразивную обрезку. Кругами с высокопористой структурой обрабатывают цветные металлы и сплавы с высокой вязкостью.

8. Вид связки

Связка бывает бакелитовой, керамической и вулканитовой. Состав связки влияет на характеристики и сферу применения шлифовальной оснастки.

Виды и свойства связок

Обозначение связки в маркировке шлифовальных кругов

9. Класс точности

Показывает степень соответствия оснастки заявленной геометрической форме и размерам. Здесь же оценивается однородность абразивных зерен, их сорт и уравновешенность рабочей поверхности. Существуют три класса точности, которые указываются в маркировке шлифовальных кругов.

АА – высокоточные круги для многорукавных станков и автоматизированных линий.

А – точно выполненная оснастка для работы с большинством оборудования, например, в цехах или крупных мастерских.

Б – наименее качественная оснастка для бытовых и полупрофессиональных станков.

10. Класс неуравновешенности

От выверенности геометрической формы зависит сбалансированность круга. Если зерно и связка тщательно перемешаны и равномерно распределены по рабочей поверхности, то на ней не будет слишком тяжелых или слишком легких участков. Соответственно, вращаться круг будет равномерно, качество обработки поверхности окажется выше. Существуют четыре класса неуравновешенности, где к первому классу относятся наиболее уравновешенные круги. Кроме качества обработки этот параметр влияет на срок службы оборудования. Чем лучше оснастка, тем меньше изнашиваются узлы станка.

Соотношение классов точности и неуравновешенности

11. Другие обозначения на шлифовальных кругах

На оснастке часто размещают изображения с требованиями техники безопасности.

Расшифровка пиктограмм

Как видите, маркировка шлифовальных кругов дает исчерпывающую информацию о работе с ними. Примените новые знания на практике.

Как читать маркировку

Теперь вы знаете, как читать маркировку шлифовального круга, чтобы получить всю информацию о нем. Но если вопросы все же остались, перед покупкой оснастки проконсультируйтесь с менеджером ВсеИнструменты.ру по телефону 8 800 550-37-51. Он поможет вам сделать правильный выбор. Заказывайте подходящую оснастку прямо сейчас!

Балки перекрытия – виды, особенности, устройство

Балки перекрытия – это опорные несущие конструкции в доме, необходимые для распределения различных типов нагрузок от вышележащих элементов и сооружений: предметов интерьера, верхних этажей, крыши. В зависимости от габаритов строения и типа предполагаемой эксплуатации, межэтажные перекрытия возводят либо из металлических двутавров, либо из более дешевых деревянных балок (цельных, клееных).

Для большинства частных домов, перекрытия на основе балок являются более практичной и эффективной альтернативой монолитным перекрытиям.

Что такое балка перекрытия?

Балка перекрытия – закрепленная опорами прямолинейная несущая конструкция с горизонтальным или наклонным расположением. Все получаемые нагрузки от балок переходят к опорам, в роли которых могут выступать стены, колонны, с последующим распространением между прочими конструктивными элементами сооружения. Верхняя часть балки обычно выступает полом для верхнего помещения, нижняя играет роль потолка для комнаты снизу.

Требования к балкам

Надежное перекрытие подразумевает подбор определенных параметров для балок (длина, толщина, шаг. ), которые выводятся теоретическим путем с помощью специальных расчетов и, в свою очередь, зависят от материала, площади и формы поперечного сечения, а также от способа крепления.

Для частного строительства особенно востребованы балки перекрытия из дерева, сочетающие в себе высокую прочность, надёжность и лёгкость монтажа. Стальные, ж/б и комбинированные вариации задействуются, как правило, в промышленном строительстве и при обустройстве объектов, на которых предполагается повышенная нагрузка на балки.

Однако в любом случае, перед началом возведения сооружения необходимо проверить:

Балку на прочность. То есть рассчитать совокупные нагрузки на перекрытие. Стандартные величины для чердачного перекрытия – 105 кг/м 2 , межэтажного – 210 кг/м 2 , в исключительных случаях до 400 кг/м 2 .
Балку на жесткость. То есть рассчитать балку на прогиб и он должен не превышать значений указанных в таблице:

Выполнить подобные операции самостоятельно без профильного образования достаточно сложно, поэтому если вас интересует расчет балки онлайн – вы можете рассчитать все необходимые величины на нашем функциональном калькуляторе. Программа не требует специальных навыков.

Виды балок перекрытия – преимущества и недостатки

Деревянные балки

Их чаще всего выбирают в качестве перекрытий в домах из дерева, бруса, в кирпичных домах и домах, построенных из газосиликатных блоков для мансардных перекрытий, а также в случаях, если хотят сэкономить на материалах, либо если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия между этажами, а также при нестабильных грунтах на участке.

Основной материал, используемый для балок подобной вариации – древесина лиственной и хвойной породы, тщательно просушенная и прошедшая специальную обработку, что позволяет улучшить её эксплуатационные и технические параметры. Подобное балочное перекрытие включает в себя непосредственно сами балки, утеплитель, накат и пол.

Преимущества:

удобство и простота монтажа;
приемлемая стоимость;
незначительный вес изделия.

Недостатки:

высокий уровень огнеопасности;
подверженность поражению жуком-короедом;
возможное гниение конструкции с течением времени;
конструкция перекрытия по деревянным балкам применяется только до четвертого этажа.

С целью упрощения расчета деревянной балки и выбора для нее сечений и шага мы приводим таблицу, которая поможет определиться с предварительным выбором сечений для однопролетных деревянных балок. Вам остается только собрать нормативные нагрузки:

При монтаже деревянные балки перекрытия укладываются на поперечные опоры, которыми может служить дополнительный брус, либо армопояс, залитый по периметру кладки стены. Поперечные опоры служат для равномерного распределения нагрузки на стены, и далее на фундамент дома. Части балок, укладываемые на стены, оборачиваются гидроизоляционным материалом. Обычно используют рубероид, при этом торцы не изолируют, что позволяет балке «дышать».

Самое главное при выборе материала для перекрытий по деревянным балкам — внимательно подбирать качественную древесину без трещин, повреждений, хорошо высушенную, с пропиткой от возгорания и гнили, а также с подходящим для постройки расчетным сечением балок.

В частном строительстве частая практика — использование монолитных бетонных перекрытий, либо других видов наиболее прочных перекрытий на нижних этажах постройки, и одновременное использование балочных перекрытий на более высоких этажах — например, мансарде. Делается это с целью облегчения общих нагрузок на фундамент.

Стальные балки

Металлические балки перекрытия выполнены из высокопрочного стального сплава по технологии горячего или холодного катания. Конструктивно представлены в виде двутавра, швеллера или уголка, при этом двутавровые балки имеют наибольшую востребованность и популярность. Укладка возможна, как «плашмя», так и на ребро.

Преимущества:

допустимы пролеты большей длины, нежели при использовании балок из дерева;
стойкость к воздействиям биологического характера и гниению;
огнеустойчивость.

Недостатки:

высокая цена;
возможно образование коррозии;
низкие звуко- и теплоизоляционные параметры;
для монтажа требуется специальная техника.

Железобетонные балки

Железобетонные балки перекрытия – оптимальный вариант для крупномасштабного строительства, способный выдержать даже существенные внешние нагрузки при большой длине обустраиваемого пролёта. Нагрузочные параметры представлены на очень высоком уровне.

Преимущества:

отсутствие прогибов;
повышенная несущая способность;
формирование длинных пролётов с различными формами.

Недостатки:

сложность монтажа;
потребность задействования специализированной техники.

Комбинированные балки

Комбинированная балка выполнена на основе сразу нескольких материалов, например, дерева и ОСП. Их использование распространено в частном строительстве при создании каркасных домов. Изделия могут иметь различную форму, но наибольшую распространённость имеет комбинированная двутавровая балка, способная эффективно сопротивляться разного рода внешним нагрузкам, выдерживая даже значительные напряжения.

Преимущества:

отличные прочностные данные;
стойкость к деформированию;
незначительный вес.

Недостатки:

высокая цена;
неудобство утепления плитным материалом.

Технические характеристики – как не ошибиться при выборе

Деревянные балки эффективны при закрытии пролёта в 2,5-4 м. Максимальная длина – 6 м, при большей протяжённости не обойтись без монтажа опорных колонн или иных конструкций.

Крепление стропил к балкам перекрытия из дерева осуществляется посредством стальных пластин, уголков и скользящих опор. При определении сечения за стандарт принимают общую нагрузку в 350-400 кг/м 2 для перестраховки. Оптимальное соотношение высоты и ширины изделия 1,4:1. Необходимая длина деревянных балок перекрытия определяется размерами того пролета, который они будут перекрывать, дополнительно нужно учесть размеры заступов на стену — не менее 12 см, для бруса — не менее 15 см.

Ширина доски для балки варьируется в пределах 4-20 см, высота 10-30 см, диаметр брёвен может достигать 11-30 см. В зависимости от габаритов балки, шаг укладки составляет 0,3-1,2 м (как правило, 0,6-1 м).

Расстояние между балками перекрытия из металла колеблется в пределах 1-1,2 м. Номер (размер) балки при нагрузке в 400 кг/м 2 выбирается исходя из длины обустраиваемого пролёта и шага укладки. Так, при пролёте в 6 м и шаге 1-1,2 м оптимален 20 двутавр (высота 20, ширина 10 см); пролёт 4 м, шаг 1-1,2 м – №12 (высота 12, ширина 6,4 см); пролёт 3 м, шаг 1-1,2 м – №10 (высота 10, ширина 5,5 см).

Современная бетонная балка перекрытия способна закрыть проём длиной в 3-7,5 м, а укладка проводится с шагом в 1-1,5 м. Минимальная высота элемента составляет 1/20 часть длины пролёта, ширина рассчитывается исходя из пропорции 5:7 (5 – ширина, 7 – высота).

Размеры балок перекрытия комбинированного типа могут быть самыми разными. Для серии W наибольшая длина составляет 6 м, категория L предусматривает длину до 13,5 м. Основное отличие между группами заключается в типе бруса. В первом случае это струганое изделие, прошедшее камерную сушку, во втором – клееные балки перекрытия, соединённые из отдельных элементов посредством особой технологии, что придаёт итоговому продукту повышенную жёсткость, прочность и надёжность.

Виды деревянных балок для перекрытий, расчёт длины, монтаж

Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.

Межэтажное перекрытие деревянными балками

Виды перекрытий

Перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция из балок, разделяющая здание по высоте на функциональные зоны или этажи и поддерживающая прочность всего строения. При строительстве дома применяют следующие виды перекрытий:

цокольное или подвальное перекрытие;
межэтажное перекрытие;
чердачное перекрытие.

Чердачное перекрытие

Естественно, самые прочные – металлические балки в виде швеллера, уголка или двутавра, изготовленные из высокопрочной стали. Их лучше всего использовать для цокольного перекрытия, так как оно несёт наибольшую нагрузку. Из стальных балок можно устраивать длинные пролёты с большим расстоянием между балками. Они устойчивы к механическим повреждениям и гниению. Однако из-за большого веса с ними тяжело работать, а высокая цена металла увеличивает расходы на строительство.

Железобетонные балки перекрытия выдерживают большие нагрузки и подходят для строительства многоэтажных домов. Но для их монтажа понадобится специальная техника.

В основном при строительстве частных домов для перекрытий используют деревянные балки. Дерево – надёжный и экологически безопасный материал, который не навредит жильцам дома. Балки из дерева относительно недорого стоят и имеют небольшой, по сравнению с предыдущими видами вес, поэтому их легко устанавливать. Однако дерево огнеопасно, подвержено гниению и поражению короедом, поэтому требует предварительной обработки.

Типы деревянных балок

Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.

Разновидности деревянных балок

Цельные балки

Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.

Клеёный брус

Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.

Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.

Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность

Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.

Двутавровые балки

Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.

Устройство двутавровой балки

Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.

Двутавровые балки из OSB (ОСП) Соединение двутавровых балок между собой

Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.

Сечение балочных перекрытий

На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:

прямоугольные;
квадратные;
круглые;
овальные;
двутавровые.

Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.

Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.

Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.

Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок

Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.

Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины

Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:

Знать расстояние между стенами и шаг между балками.
Вычислить постоянную нагрузку, складывающуюся из массы балок, утеплителя и материалов, из которых изготовлен пол и потолок.

Для вычисления необходимо сложить удельный вес на кв. метр всех стройматериалов

Временную нагрузку. К ней относятся масса мебели и находящихся в здании людей. Как правило, её считают равной 150 кг/м 2 .

Высчитать предполагаемую нагрузку на 1 м 2 перекрытия (сумма временных и постоянных показателей).

Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м 2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.

Mmax = (q*L 2 )/8

q — полная нагрузка на кв. м;
L 2 — квадрат расстояния между стенами.

При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.

Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.

Из формулы W = b*h 2 /6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.

Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.

Монтаж перекрытия

Чтобы здание долго прослужило, балочные перекрытия должны соответствовать высокому уровню прочности. Иметь хорошую звуковую и теплоизоляцию, а также хорошо вентилироваться.

При установке деревянных балок чаще всего используют маячный способ монтажа. Вначале монтируют крайние балки, а затем промежуточные. Чтобы не допускать ошибок во время работы, используют уровень. В случае перепадов высоты, балки можно выровнять подложив под торцевые концы пропитанные битумным праймером обрезки.

Перед началом установки проводят сращивание или обрезку балок до нужных размеров. Сращивание балок из бруса по длине обычно проводят способом «замочный паз». Для этого концы брусьев спиливают на 12 толщины и заглубляют один торец в толщу другого. Затем места соединений фиксируют.

Сращивание двух балок

Расстояние между деревянными балками не должно быть меньше 60 см и превышать 1 метр. В конструкции из брёвен или клеёного бруса шаг делают больше, чем в дощатых перекрытиях. При монтаже чердачного перекрытия расстояние между дымоходом и балками должно быть не менее 40 сантиметров.

Для прочности каркаса торцы балок заглубляют в несущую стену минимум на 15 см. У двутавровых балок это значение разрешено уменьшить до 7 см. Заделывают углубления раствором или монтажной пеной. Возможно закрепление концов на стенах с помощью стальных связей. В местах опор на балках делается гидроизоляция.

Гидроизоляция балок в местах опор обязательна

Достоинства и недостатки балок из дерева

Использование в строительстве зданий деревянных балок в отличие от других видов характеризуется следующими достоинствами:

доступная цена;
простота доставки на строительную площадку;
возможность установки без применения спецтехники;
экологическая безопасность;
ремонтопригодность.

Однако, несмотря на многие достоинства, такие перекрытия менее прочны, чем металлические и железобетонные. Требуют обработки антипиренами, а также средствами против гнили и плесени. Монтаж деревянных балок возможен только после тщательных расчётов.

В заключение статьи нужно добавить, что применение дерева в строительстве значительно сокращает расходы. Чтобы не нарушить конструкцию всего здания и установить прочные перекрытия, их проектирование и монтаж лучше доверить профессиональным строителям.

Балки перекрытия различных типов

Обычно, пролеты между этажами, опираются на стены только двумя своими сторонами. Это обстоятельство заставляет вести расчет балок перекрытия более точно, чем при расчёте деталей первого этажа, где опорой будет служить достаточное количество столбов или вообще будут использованы специальные плиты.

Общая технология расчета

Расчет балки перекрытия нужно производить, с учетом всех возможных нагрузок, которым она будет подвергаться. Для этого, следует сложить между собой несколько разных видов оказываемого давления, каждый из которых будет рассчитываться отдельно.

Общий вес конструкции, оказывающей давление на конструктивный элемент.

В этом компоненте нужно учесть вес, который прибавит последующая отделка. Это и пароизоляционные материалы, и покрытие пола – линолеум, ламинат и подобные им материалы, а так же утепление. Еще, давление будут оказывать все ограждающие конструкции. Это материал, из которого будут изготовлены стены.

При расчете, необходимо точно знать толщину используемого материала и его плотность, для последующих вычислений. Так же нужно точно рассчитывать вес всех указанных выше типов значений в совокупности.

Расчет временной нагрузки.

Сюда можно включить все предметы, которые можно перемещать, убирать или добавлять в процессе использования помещения. Это может быть мебель, все люди, которые будут одновременно находиться в помещении и прочее. Одномоментная распределенная нагрузка для жилых зданий, изготовленных из железобетона, например, составляет 150 кг/м2.

Вычисление общего расчетного значения.

Определение общего значения, осуществляется с применением таблиц коэффициентов и величин, входящих в СНиП. Применив данные из таблиц к конкретному виду постройки, можно получить величину давления на квадратный метр площади. Делается это, умножением приведенных в таблицах коэффициентов на полученные значения.

Последним этапом в определении итоговой величины, будет сложение полученных нормативных и расчетных данных. Расчетное или нормативное значение, полученное в кг/м2 нужно умножить, на длину пролета. В итоге получается число, которое определяет несущую способность балки.

Виды перекрытий

Каждую разновидность этого элемента сооружения, нужно тщательно рассчитать, чтобы в дальнейшем не прогнулся пол или потолок, не произошло геометрического изменения всей постройки, и чтобы прочность оказалась на должном уровне.

При вычислении, необходимо учитывать не только нагрузки, которым будет подвергаться эта часть постройки, но и материал, из которого она сделана. Это определяет ее несущую способность.

У разных материалов значения прочности разные, как и у поверхностей, которые в итоге будут получены с их применением. Есть несколько основных видов балок, которые используются наиболее часто:

Деревянные

Наиболее часто применяемое решение в частных домах. Как в брусовых, так и в бревенчатых или каркасных сооружениях.

Существует ряд ограничений на использование именно деревянных элементов:

Длина пролета. Обычно – не более пяти метров, если они используются для междуэтажных пролетов
Для чердачных помещений, длина пролета может составлять не более шести метров

Для всех деревянных деталей в строительстве, есть важный параметр – сечение. Какое конкретно потребуется для сооружения, определяется, исходя из нагрузки, которую будет получать этот элемент конструкции.

Например — при сооружении перекрытия шириной 3 метра и при используемых балках 6*20 расстояние между ними должно быть 1,25 м. для межэтажного перекрытия и 1,85 м. — для чердачного

Приведенные в таблице значения следует учитывать еще на этапе проектирования. Вместе с сечением, нужно учесть еще один параметр – расстояние между этими деталями дома. Оно будет тем меньше, чем больше ширина пролета.

Для расчета расстояния между конструктивными элементами, надо учесть еще и толщину досок, которые будут использованы для сооружения пола. При толщине, меньшей, чем 28 миллиметров, расстояние между деревянными балками не должно превышать 50 сантиметров.

Металлические

Перекрытия, сооруженные по металлическим балкам, получаются тоньше, достаточно надежны и служат дольше деревянных. Но применяются металлические балки перекрытия гораздо реже.

Вес и подверженность коррозии, ограничивают область их применения. Также, на применяемость этого типа конструктивных элементов, влияют более низкие звукоизолирующие и теплоизолирующие характеристики.

Но, есть и положительные качества таких конструкций:

Возможность создавать пролеты более 6 метров длиной
Негорючесть
Невосприимчивость к таким биологическим процессам, как гниение или плесень
Повышенная, по сравнению с деревянными, прочность

Несмотря на некоторые положительные характеристики, они не стали слишком популярны среди тех, кто строит свой дом. В основном, это произошло из-за достаточно высокой цены и необходимости применения специальной подъемной техники при строительстве.

Если же говорить о строительстве больших многоквартирных зданий, то здесь сыграла роль именно цена. Дома выходят достаточно дорогими. Но, при использовании технологии монолитного домостроения, выбор этого вида конструкций оправдан, так как там можно достигнуть экономии за счет других моментов в строительстве.

Железобетонные

Такой тип конструктивных элементов, применяется при строительстве многоэтажных сооружений. Экономически, их использование приносит ощутимое снижение затрат на строительство. Есть и другие плюсы:

Возможность создания больших, длиной до 7,5 метров, пролеты
Прочность полученной поверхности будет очень высокой

К минусам можно отнести только необходимость использования подъемной техники в виде кранов. Перекрытия создаются с использованием пустотных или легкобетонных плит.

Заключение

Применение каждого из видов деталей конструкции, должно иметь четкие основания. Основывать выбор нужно на том, какие размеры будут иметь применяемые балки перекрытия, из чего будет возводиться сооружение, и даже учитывать расстояние между этими частями перекрытия, которое можно получить в итоге.

Все эти факторы повлияют не только на сложность проектирования, но и на итоговую цену всего сооружения.

Балки перекрытия.

Балки перекрытия являются основными несущими элементами всего деревянного перекрытия. От правильного выбора и подбора размеров и количества балок зависит надежность деревянного перекрытия. Основными размерами деревянных балок перекрытия являются их длина и сечение. Определять длину балки нужно исходя из ширины пролета, который вам необходимо будет перекрыть. Размеры сечения балки перекрытия зависят от длины пролета, расстояния между устанавливаемыми балками (шага установки) и предполагаемой нагрузки, которая будет действовать на балки перекрытия. Статья расскажет, как можно самостоятельно рассчитать количество и размеры балок.

Определение необходимого количества и размеров балок перекрытия.

Размеры и количество деревянных балок для конструкции перекрытия определятся, исходя из нескольких составляющих. Для начала необходимо измерить ширину пролета, который будет перекрыт. Затем определяем способ крепления балок перекрытия на стенах строения, то есть на сколько балки зайдут в стены. После этого нужно рассчитать нагрузки, которые будут действовать на балки перекрытия при вводе объекта строительства в эксплуатацию. И заключительный этап: с использованием таблиц и специальных программ-калькуляторов подбирается нужное сечение и шаг балок перекрытия.

Расчет длины балок перекрытия.

Размеры пролета, который необходимо перекрыть и размер заделывания балок перекрытия в стены определяет длину балок. Длина замеряется рулеткой. Глубина заделывания балки в стену в каждом случае должна определяться индивидуально, исходя из того материала, из которого изготовлены стены. В кирпичные или бетонные стены балки перекрытия устанавливаются в пазы глубиной около 100 мм, если балка перекрытия изготовлена из доски и на глубину 150 мм, если балка из бруса. В деревянных стенах вырубают специальные зарубки, глубина которых должна составлять не менее 70 мм. В случае крепления балок перекрытия к деревянным стенам при помощи специальных металлических креплений, в качестве которых используют уголки, кронштейны, хомуты, длина балок такая же, как и расстояние между стенами. В некоторых случаях на деревянные балки перекрытия монтируют стропильные ноги крыши и тогда необходимо выпустить балки за стену на 30-50 см, чтобы сформировать свет будущей крыши.

Балки перекрытия в зависимости от того из какого материала или древесины они изготовлены могут перекрывать разный размер пролетов. При этом необходимо учитывать, что оптимальным является длина пролета в 2,5–4 м. При длине до 6 м может быть использована балка перекрытия из обрезной доски или бруса. От 6 до 12 м уже необходимо применять балки перекрытия из клееного бруса, которые могут быть прямоугольными или двутавровыми. В случае же использования обычных балок перекрытия необходимо опирать их на промежуточные опоры, в качестве которых выступают стены или колонны. Вместо балок, если длина пролета составляет более 6 м, можно использовать деревянные фермы.

Расчет нагрузки, действующей на перекрытие.

Нагрузка собственного веса всех элементов перекрытия, среди которых балки перекрытия, зашивки, межбалочное заполнение и вес эксплуатационной нагрузки, включающей в себя вес мебели, других предметов и устройств, находящихся в помещении, вес людей составляют общую нагрузку, действующую по балкам перекрытия на само перекрытие. Рассчитать эту нагрузку довольно сложно, она выполняется специалистами и представляет собой громоздкие расчеты, выполняемые специалистами в процессе проектирования конструкции перекрытия. Однако, используя приведенный ниже упрощенный вариант, можно выполнить эти расчеты самостоятельно.

Деревянное перекрытие для чердака, в случае если на чердаке не складируются вещи или другие материалы, а утеплитель изготовлен из легких материалов постоянная нагрузка состоит только из собственного веса и составляет обычно 50 кг/м 2 .

Согласно СНиП 2.01.07-85 эксплуатационная нагрузка составит в данном случае 90 кг/м 2 , включающая 70 кг/м 2 – нормативное значение для этого вида чердака 1,3 – коэффициент запаса.

Сложив 50 кг/м 2 и 90 кг/м 2 получим общую расчетная нагрузка для указанного выше чердачного перекрытия, которая составит 140 кг/м 2 , а после округления 150 кг/м 2 .

Если же чердак планируется использовать для хранения вещей, в других целях, когда на перекрытие будет действовать большая нагрузка, или при изготовлении использовался тяжелый утеплитель и более тяжелые заполнитель и подшивка, нормативное значение нагрузки увеличится до 150 кг/м 2 , и, соответственно общую округленную нагрузку на чердачное перекрытие следует принимать за 250 кг/м 2 (50+150х1,3 = 245 кг/м 2 ).
Когда чердачное помещение используется для проживания людей в качестве мансарды, общая расчетная нагрузка, с учетом веса полов, перегородок, мебели, дверей, увеличивается до 300-350 кг/м 2 . Однако, в данном случае нужно также учесть вес устанавливаемых при устройстве мансарды междуэтажных деревянных перекрытий, а временная нагрузка при эксплуатации состоит из большого количества мебели и людей, общая нагрузка должна приниматься за 350 – 400 кг/см 2 .

Определение сечения и шага деревянных балок перекрытия.

Выше было рассмотрено как определить необходимую длину и рассчитать общую нагрузку. После этого нужно определить необходимое сечение балок перекрытия и шаг укладки, которые связаны между собой. Прямоугольное сечение деревянной балки перекрытия является лучшим, если соотношение высоты и ширины соотносится как 1,4:1. Ширина балки перекрытия в этом случае может быть в пределах от 40 до 200 мм, а высота от 100 до 300 мм. Высота балок выбирается такой же как и толщина утеплителя. Если в качестве балок перекрытия используются бревна, их диаметр должен быть в пределах от 110 до 300 мм.

Шаг деревянного перекрытия напрямую зависит от того, какого вида и сечения используется материал балки перекрытия и может быть от 300 до 1200 мм, чаще же всего шаг деревянного перекрытия выбирается в пределах от 600 до 1000 мм. При выборе расстояния между балками перекрытия можно исходить и из размера плит утеплителя, которые будут уложены в межбалочное пространство, или листов подшивки потолка. В каркасных зданиях нужно стремиться, чтобы шаг укладки соответствовал шагу стоек каркаса. Тогда будет обеспечена наибольшая надежность конструкции из-за ее жесткости.

С помощью справочных таблиц можно достаточно точно сделать расчет размеров деревянных балок перекрытия или провести проверку уже выбранных размеров. При проведении расчетов нужно учитывать, что относительный прогиб чердачных перекрытий не должен превышать 1/200, а междуэтажных перекрытий – 1/350.