Технологии алмазного бурения и резки бетона: что нужно знать и почему это важно для строительства в 2024 году

Технология алмазного бурения и резки применяются во многих отраслях, как более продвинутая альтернатива классическим методам. Основная сфера — это строительные, ремонтные и реконструкционные работы. Впервые алмазное сверление было применено для увеличения производительности буровых установок при строительстве первого железнодорожного тоннеля через Альпы. Технология отличается многочисленными преимуществами и практически лишена недостатков, потому является самой перспективной сегодня.

Что такое алмазное бурение?

Алмазное бурение — это технология сверления твёрдых материалов при помощи вращающегося инструмента, рабочая часть которого усилена алмазами. В строительной отрасли, например, используется для изготовления отверстий под прокладку коммуникаций. Также широко применяется при проведении геодезических изысканий и добыче полезных ископаемых в скальных породах.

Схожей по принципу является технология алмазной резки, в которой применяются вращающиеся дисковые пилы, армированные алмазами. Используется для резки бетонных проёмов под окна, двери, ниши, а также при реконструкциях и демонтажных работах. Рабочая оснастка приводится в действие электрическими или пневматическими двигателями высокой мощности.

Основные принципы технологии

Принцип алмазной обработки материалов базируется на особых свойствах алмазов. Основным преимуществом данного минерала является высочайшая твёрдость, прочность и стойкость к абразивному и механическому износу. Армированная алмазами режущая оснастка при быстром вращении с лёгкостью разрушает любые монолитные материалы, которые встречаются у неё на пути при проходке. Бетон, камень, кирпич и даже металл — крошатся или срезаются кромкой диска или коронки, позволяя инструменту проходить вглубь материала.

Всё это возможно только благодаря тому, что алмаз в разы твёрже и прочнее обрабатываемых материалов. Одним из основных факторов производительной резки или сверления является высокая скорость вращения оснастки. При этом, в отличие от классических технологий, не требуется ударное воздействие на породу или стройматериал. В совокупности инструмент позволяет изготавливать отверстия или выполнять резы с чрезвычайной точностью и аккуратностью. Не обрабатываемая часть породы или стройматериала, при этом, не подвергается нагрузкам. То есть, не разрушается и не теряет прочность.

Разница между алмазной резкой и бурением заключается только в конфигурации рабочей оснастки и инструмента.

Описание технологии алмазной резки

Для выполнения алмазной резки бетона и других материалов в качестве рабочей оснастки применяются дисковые пилы. Они приводятся в действие при помощи инструментов с электрической или пневматической тягой. Визуально они могут иметь схожие черты с угловой шлифовальной машинкой или бензопилой. Промышленные модели выполнены в виде прочной стальной конструкции, которая неподвижно крепится на основании обрабатываемого материала.

Режущие диски различаются между собой диаметром и толщиной полотна. Первый параметр влияет на глубину реза, а второй на его ширину и количество удаляемого при работе материала. Для бытовых работ существуют алмазные диски диаметром от 115 мм, которые можно устанавливать в обычную болгарку. Такой инструмент позволяет с лёгкостью резать кирпич, тротуарную плитку, бетонные изделия. При этом достигается более высокая производительность, нежели при использовании классических абразивных дисков. Промышленная оснастка может достигать в диаметре 1 м и более.

Рабочая часть алмазного диска может иметь два варианта исполнения. При сравнительно малых диаметрах и небольшой глубине реза кромка диска может быть сплошной. Алмазное армирование наносится на кромку и по бокам на небольшую высоту. Диски большого диаметра имеют технологические прорези, которые нужны для компенсации теплового расширения металла.

Описание технологии алмазного бурения

Алмазное бурение отверстий выполняется при помощи цилиндрических коронок. Оснастка имеет форму полого стакана, на конце которого имеются выступы, армированные алмазным напылением или крошкой. Между собой коронки различаются диаметром и длиной. Первый параметр влияет на диаметр изготавливаемых отверстий и подбирается в зависимости от задач. От второго параметра зависит максимально возможная глубина проходки, что также подбирается под условия работы.

Например, короткие коронки небольшого диаметра используются для изготовления глухих отверстий в строительных конструкциях. Они удобны для применения в стеснённых условиях и неудобных положениях. Такие отверстия нужны для монтажа крепёжных изделий (анкеров, дюбелей, закладных), распаечных коробок, подрозетников и так далее.

Длинные коронки применяются, как правило, для сквозного бурения отверстий в бетоне. Это используется для изготовления отверстий в стенах под прокладку коммуникаций — труб, проводов, кабелей, шахт. Также длинные коронки часто используются для изготовления отверстий, размеры которых гораздо больше, чем диаметр оснастки. Это используется для выборки проёмов, ниш и для других целей.

Примечание. Коронки для бурения различаются также по способу применения на два типа — для мокрого и сухого сверления. Эти различия детальнее рассмотрены ниже и должны учитываться при выборе инструмента под конкретные условия. Применение оснастки для выполнения работ, для которых она не рассчитана, приводит к снижению производительности и преждевременному износу алмазного армирования.

Основные характеристики и ценообразование алмазной резки и бурения бетона

Оборудование, инструмент и оснастка для алмазной резки и бурения подбираются в зависимости от условий работы и поставленных задач по следующим ключевым характеристикам:

1. Тип обработки — бурение или резка. Для сверления отверстий применяются коронки или буры с алмазным напылением. Для резки бетона и других материалов используются дисковые пилы. Оборудование или ручной инструмент подбирается в зависимости от используемой оснастки.
2. Направление сверления — горизонтальное, вертикальное или под определённым углом. Горизонтальные проходки применяются при изготовлении сквозных и глухих отверстий в стенах, перегородках и других несущих конструкциях. Вертикальное бурение применяется для сверления полов, потолков, кровельных перекрытий. Для выполнения особых задач применяется угловое бурение, угол которого регулируется и выдерживается за счёт жёсткости станины инструмента, закреплённого к основанию конструкции.
3. Глубина бурения или реза — зависит от задач и параметров обрабатываемых конструкций. Для сверления сквозных глубоких отверстий применяются коронки большей длины. Для резки толстых материалов требуются дисковые пилы большого диаметра.
4. Диаметр отверстий — измеряется в миллиметрах и зависит от назначения изготавливаемых отверстий. Под поставленные задачи подбирается соответствующей мощности инструмент и диаметр коронки.

Стоимость алмазного бурения отверстий в стене складывается из базовых тарифов, которые варьируются в зависимости от перечисленных характеристик. Как правило, для определения стоимости работ используются корректирующие коэффициенты от 1,1 до 1,5. Цена также зависит от типа материала, его твёрдости, плотности, наличия армирующих элементов в конструкциях.

Плюсы и минусы алмазного бурения

По сравнению с традиционными методами бурения алмазное сверление бетона отличается следующими преимуществами:

1. высокая скорость работы;
2. возможность обработки материалов любой прочности и происхождения;
3. высокая точность получаемых отверстий;
4. аккуратные ровные края, не нуждающиеся в последующей обработке;
5. сохранение монолитности материала (нет трещин, сколов и прочих дефектов, ослабляющих конструкцию);
6. низкий уровень шума;
7. отсутствие жёстких вибрационных нагрузок на конструкцию;
8. минимальное количество пыли и грязи.

К минусам технологии можно отнести высокую стоимость оборудования и повышенные требования к квалификации оператора оборудования. Неумелое или неправильное обращение с инструментом для алмазного сверления в железобетоне может стать причиной поломки дорогостоящего оборудования и сокращения ресурса оснастки. Профессиональные навыки оператора также влияют на качество выполненных работ и уровень травматизма на строительных и промышленных объектах.

Виды алмазного бурения

Алмазное бурение отверстий в стене может осуществляться по одной из двух технологий:

1. Сухое бурение.
2. Мокрое бурение.

В зависимости от применяемого метода подбирается соответствующее оборудование и оснастка, а также техника выполнения работ. Технология подбирается в зависимости от условий на объекте и поставленных задач.

Сухое бурение

Сухое алмазное бурение бетона применяется для сверления отверстий небольшого диаметра и глубины. Для этого используются универсальные режущие коронки, для охлаждения которых делаются перерывы в работе. Кроме того, сухое бурение применяется на объектах, где физически невозможно обеспечить подачу воды к буровой установке. Образующаяся в процессе бурения пыль, при этом, собирается при помощи промышленных пылесосов.

Преимуществом этого вида алмазного бурения отверстий в бетоне является сравнительно невысокая стоимость и сложность оборудования, а также отсутствие грязи и порчи строительных и отделочных материалов водой. К недостаткам стоит отнести более низкую производительность и повышенное образование пыли. Рабочая оснастка, применяемая для этого метода бурения, как правило, имеет склонность к ускоренному износу.

Мокрое бурение

Бурение алмазной коронкой с одновременной подачей воды (или иной охлаждающей жидкости) в рабочую зону называется мокрым бурением. Применяется при сверлении большого количества отверстий диаметром от 150 мм на глубину более 200 мм. Подаваемая в область работы алмазного бура жидкость выполняет несколько функций:

1. охлаждение рабочей оснастки;
2. связывание частиц пыли;
3. смазка трущихся поверхностей оснастки и материала.

В результате применения мокрого бурения существенно повышается производительность работы, снижается шум, вибрационные нагрузки, увеличивается ресурс оснастки. Кроме того, отпадает необходимость собирать образующуюся в процессе сухого бурения пыль.

К недостаткам мокрого бурения бетона можно отнести более высокую стоимость оборудования и, как следствие, повышенную стоимость услуги. Кроме того, метод не целесообразно применять на объектах, где отсутствует работающая водопроводная система. В исключительных случаях используются привезённые на объект резервуары с охлаждающей жидкостью. При ремонте и строительстве мостов, эстакад нередко применяется вода из находящегося в зоне выполнения работ природного водоёма.

Примеры применения алмазного бурения

Алмазное колонковое бурение применяется для эффективного решения следующих задач:

1. установка сетевых розеток и выключателей;
2. прокладка электрических кабелей через стены и перегородки;
3. монтаж крепёжных приспособлений и закладных элементов;
4. установка лестниц;
5. монтаж оконных и дверных конструкций;
6. обустройство систем отопления, вентиляции и кондиционирования;
7. создание продухов в подвалах и монолитных фундаментах;
8. изготовление ниш под бытовую технику и мебель;
9. изготовление скважин под химические анкеры.

И это только примеры применения в строительной отрасли. Помимо этого, алмазное бурение широко применяется в горнодобывающей промышленности, геологии, дорожном строительстве.

Перспективы алмазной резки и бурения бетона: актуальность и востребованность

Учитывая совокупность описанных преимуществ и успешное применение в самых различных отраслях, алмазную резку и бурение можно смело назвать перспективной технологией. Она во многом превосходит традиционные методы сверления по эффективности и аккуратности. В некоторых случаях является незаменимой или наиболее выгодной и целесообразной. Ближайшая конкурирующая технология — резка при помощи аппаратов высокого давления. Однако этот метод имеет слишком узкую направленность, значительно дороже и не такой универсальный, как алмазное бурение и резка бетона.