Алмазное бурение бетона. Режимы бурения

Скорость алмазного бурения и его экономическая эффективность при условии правильного выбора типа алмазного режущего инструмента (коронки) для конкретных условии зависят от режима бурения: осевой нагрузки на инструмент, частоты вращения и режима промывки (подачи воды). Параметры режима бурения должны обеспечивать не только высокие скорости прохождения материала, но также и высокую проходку на инструмент до его износа и возможно малый расход алмазов на 1 м бурения.

Многочисленными исследованиями и практикой работ доказано, что почти во всех строительных материалах механическая скорость бурения растет пропорционально увеличению частоты вращения инструмента (алмазной коронки). Расход алмазов при этом практически не увеличивается. Поэтому алмазное бурение бетона коронками следует вести на максимальной частоте вращения, при которой:

- мощность установки и прочность корпуса алмазной достаточны для безаварийного бурения;

- расход алмазных сегментов минимален;

- обеспечивается свободный выход керна.

Наиболее высокие частоты вращения применяют при бурении неглубоких (до 400 мм) отверстий в бетоне или кирпиче. При алмазном бурении в монолитных железобетонных конструкциях увеличение частоты вращения инструмента до 230-720 об./мин, как правило, не приводит к повышению расхода алмазов на 1 м бурения.

Частоту вращения снижают при бурении:

весьма твердых материалов: бут, старый бетон, монолитный железобетон;

хрупких (некачественная кирпичная кладка;
прослоев материалов, значительно различающихся по крепости (бетон-гидроизоляция-пенопласт и др);

с недостаточным количеством и давлением промывочной жидкости;

Механическая скорость бурения алмазными коронками в постоянных условиях возрастает пропорционально (до некоторого предела) увеличению осевой нагрузки на инструмент, однако скорость бурения растет с увеличением нагрузки, начиная с некоторого ее критического значения, достаточного для эффективного внедрения алмазов в структуру материала. При нагрузке ниже критической алмазы скользят по породе, не проникая в нее, и быстро заполировываются. При чрезмерном повышении нагрузки на инструмент ухудшаются условия выноса отработанного шлама из-под торца алмазной коронки. При бурении в условиях зашламования приращение механической скорости бурения с увеличением осевой нагрузки уменьшается, а затем по мере дальнейшего увеличения последней сама скорость бурения снижается.

Для одной и той же коронки критическая нагрузка зависит от твердости и других свойств разбуриваемого материала и частоты вращения инструмента.
Увеличение нагрузки сверх оптимальной вызывает пропорциональное повышение расхода алмазов и снижение ресурса коронки.
Режим подачи промывочной жидкости (количество воды и давление) должен обеспечивать удовлетворительную очистку отверстия от выбуренного шлама и охлаждение коронки. При соблюдении этого условия дальнейшее увеличение количества промывочной жидкости, подаваемой в отверстие при бурении в твердых материалах, на скорость бурения не влияет.

Таким образом, бурение бетона алмазным инструментом необходимо осуществлять всегда с максимальной частотой вращения коронки, которую допускают характер материала, сверлильное оборудование и инструмент. В зависимости от частоты вращения инструмента выбирают нагрузку на коронку и необходимое давление промывочной жидкости. При этом следует учитывать, что с повышением частоты вращения коронки осевая нагрузка должна быть увеличена. С повышением механической скорости бурения количество подаваемой промывочной жидкости также увеличивается.

При высокой частоте вращения бормотора и недостаточной осевой нагрузке алмазы коронки работают в пришлифовочном режиме и заполировываются. Тенденция алмазов к заполированию особенно резко проявляется в твердых малоабразивных материалах, у которых зернистая структура визуально почти неразличима. Заполирование алмазов заключается в том, что обычные площадки износа на них заглаживаются до зеркального блеска и коронка перестает углубляться в породу. В случае заполирования следует бурить при пониженной частоте вращения, повышенной осевой нагрузке на коронку и уменьшенной подаче промывочной жидкости. Коронки с заполированными алмазами следует использовать при бурении в абразивных материалах.

Бурение новой алмазной коронкой следует всегда начинать с пониженной частотой вращения (1-я или 2-я частоты вращения мотора) и при малой нагрузке на торец коронки. После приработки алмазов (первичной) переходят на рабочие режимы бурения. По мере износа и затупления алмазов в коронке осевую нагрузку на нее повышают. В случае использования не новых коронок первичную их приработку, как правило, не производят, а нагрузку на коронку в процессе бурения меняют в зависимости от характера материала.

При бурении в интенсивно перемежающихся по твердости абразивных материалах (бетон-кирпич-стяжка и др.) частота вращения коронки и нагрузка на нее должны быть снижены (до 50% от оптимальных).

Если при осмотре коронки обнаружилось, что алмазы в ней обнажены более интенсивно, чем при предыдущем осмотре, то следует увеличить количество подаваемой промывочной жидкости на 30-50% от рекомендуемого в данном конкретном случае.

Рекомендации по параметрам режима бурения (алмазными коронками) в зависимости от различных размеров коронки и категории пород по буримости даны в соответствующей литературе. В конкретных условиях эти режимы должны уточняться с доведением их до оптимальных на основании результатов наблюдений за работой выбранных рациональных типов алмазных коронок.

Оптимальные режимы бурения алмазными коронками для каждой конкретной конструкции должны устанавливаться непосредственно инженерно-техническими работниками (ИТР), работающих на месте производства работ.
Зная технические условия бурения (категорию строительных материалов по буримости, необходимые диаметры отверстий), можно выбрать мощность привода и, следовательно, типоразмер станка, необходимый для осуществления рекомендуемых режимов.