Часто встречается такая ситуация, что объект по покраске подходит к завершению, и вдруг выясняется, что заложенного количества материала существенно не хватает, и тогда начинается судорожный поиск виноватых. Отдел закупок валит на сметный отдел, дескать, они неправильно посчитали расход; сметный отдел валит вину на производственный; производственники — на субподрядчиков или своих мастеров; последние делают крайними рабочих и снимают с них деньги за перерасход. И на этом инцидент якобы исчерпан — ровно до следующего раза, когда история повторяется в той же последовательности.
Здесь мы имеем дело с ошибкой системного характера. Попробуем разобраться с её первопричиной и понять, как её не допускать в дальнейшем.
Почему нельзя ориентироваться на «расход за слой»
Возьмём самый распространённый вариант — когда для работ используется обычная алкидная либо водоэмульсионная краска. Когда сметный отдел считает потребность, он пользуется либо сметными расценками с уже забитыми материалами, либо, если материал проектный, берёт расход из паспорта краски. В худшем и наиболее частом случае — пользуется информацией из интернета. А там чего только нет: допустим, написано «100–180 г/м² на один слой». Сметчик недолго думая умножает квадратные метры на заветные граммы и с чувством выполненного долга отправляет смету в коммерческий отдел, а они, естественно, выигрывают тендер.
Но никто не задумывается: а это сколько — один слой? Много или мало? Какой толщины этот один слой? На эти вопросы паспорта большинства отечественных красок не отвечают совсем — меняются только цифры так называемого расхода в зависимости от плотности материала. Изредка можно встретить приписку, что расход дан на слой толщиной столько-то микрон, но таких производителей ничтожное количество.
А между тем «the devil in the details» — при реализации крупного проекта именно ошибки в мелочах приводят к большим неудачам.
Считать объём требуемой краски, ориентируясь на один слой, — это всё равно что подсчитывать объём выпавших осадков в количестве дождей, измеряя дожди в штуках. В течение часа шёл ливень, и в течение часа была морось — по количеству штук одинаково, а по количеству осадков существенно отличается. Так и с окраской: если красить кистью или валиком, то за один проход можно нанести краски много меньше, чем за один такой же проход аппаратом безвоздушного распыления.
ТСП и ТМП — базовые понятия
Большинство жидких лакокрасочных материалов состоит из связующих, пигментов и наполнителей, растворителей (или воды — вода тоже растворитель), а также добавок и вспомогательных веществ. Во время высыхания краски растворители улетучиваются, а материал полимеризуется, создавая защитную плёнку. Таким образом, есть два важных термина:
- Мокрая плёнка (ТМП / WFT — Wet Film Thickness) — толщина слоя до испарения растворителей.
- Сухая плёнка (ТСП / DFT — Dry Film Thickness) — толщина слоя после испарения растворителей и полимеризации.
Толщина сухой плёнки должна быть достаточной, чтобы обеспечивать требуемую защиту. Эта величина обычно описывается в технических регламентах, спецификациях или проектах защитного покрытия и обозначается как ТСП или DFT. Недостаточная толщина сухой плёнки грозит отсутствием антикоррозионных свойств покрытия или значительным уменьшением срока его эксплуатации. Требуемую толщину выявляют на основании лабораторных или натурных испытаний материала.
Разные материалы содержат разное количество летучих растворителей. Поэтому при одинаковой толщине мокрой плёнки разных материалов толщина сухой плёнки будет разной. Разным будет и расход материалов для требуемой толщины сухой плёнки, так как они имеют разное соотношение сухого остатка и растворителей.
Используя один и тот же материал, но для разных по агрессивности условий эксплуатации, требуемая толщина сухой плёнки может отличаться. Так, покрытие, подвергающееся только атмосферному воздействию в условиях сельской атмосферы, может быть значительно тоньше покрытия, эксплуатируемого в условиях агрессивных химических производств.
Конечной целью является обеспечение защиты конструкций, а не просто нанесение материала. Именно поэтому целью является обеспечение требуемой толщины сухой плёнки. ТСП — это константа, на которую нужно ориентироваться, высчитывая потребность в лакокрасочных материалах.
Расчёт толщины мокрой плёнки
В спецификации краски, паспорте или техническом описании производитель указывает объём сухого остатка (VS — Volume Solid) и объём растворителей (VT — Volume Thinners) в процентах. Маляру необходимо обеспечить покрытие определённой толщины, поэтому он должен понимать, сколько ему нужно нанести мокрого слоя.
Толщина мокрой плёнки: WFT = 100 × DFT / VS
Пример 1. Допустим, требуемая толщина сухой плёнки — 150 мкм, а объём твёрдых веществ 60%. Тогда необходимо, чтобы маляр красил с толщиной мокрой плёнки: ТМП = 100 × 150 ÷ 60 = 250 мкм.
Расчёт толщины сухой плёнки
Чтобы выяснить, какая будет толщина сухой плёнки при известной из практики величине мокрого слоя и объёме твёрдых веществ, действует обратная формула:
Толщина сухой плёнки: DFT = VS × WFT / 100
Пример 2. Допустим, той же краской с 60% твёрдых веществ маляр выдаёт мокрую плёнку толщиной 300 мкм. После испарения летучих веществ толщина сухой плёнки составит: ТСП = 60% × 300 ÷ 100 = 180 мкм.
Толщина мокрой плёнки измеряется толщиномером типа «гребёнка», который должен быть поверенным и иметь шкалы необходимой глубины для толщины данного покрытия.
Разбавление краски растворителем
Нередко во время нанесения маляры добавляют растворитель к имеющейся краске для обеспечения необходимой вязкости. В этом случае соотношение твёрдых веществ и растворителя должно быть пересмотрено, как и величина мокрой плёнки.
Величина мокрой плёнки разбавленной краски: WFT = DFT × (100% + %разбавления) / VS
Пример 3. В ведро 20 л той же краски с 60% твёрдых веществ добавили 2 л растворителя, что составляет 10% объёма. Значит, толщина требуемой мокрой плёнки = 150 × (100% + 10%) ÷ 60 = 275 мкм.
Теоретический расход краски
Мы знаем, какую площадь S собираемся окрасить, и можем высчитать теоретический расход, зная требуемую толщину слоя и объём твёрдых веществ.
Теоретический расход краски: С = S × DFT / (10 × VS)
Пример 4. Нам необходимо покрасить 1000 м² той же краской с 60% твёрдых веществ (не разбавляя) той же толщиной сухого слоя. Тогда расход будет равен: C = 1000 × 150 / (10 × 60) = 250 л.
Согласитесь, 0,25 л/м² — это уже не 100–180 г/м² (0,1–0,18 кг/м²), которые указаны у производителя на банке. И только приписка «за слой» оставляет возможности для манёвра.
Правило «1 : 10 : 100»
Почему мы считаем в литрах и откуда взялась цифра «10»? Существует правило «1 : 10 : 100», согласно которому 1 литр краски теоретически покрывает 10 м² поверхности при толщине влажной плёнки 100 мкм.
Разные краски имеют разный вес. Например, цинксодержащие краски значительно тяжелее привычных алкидов, а те же алкиды значительно тяжелее теплоизоляционных красок, содержащих мельчайшие сферы, наполненные воздухом. Поэтому считать в граммах и килограммах для разных красок неверно.
Потери и коэффициент использования
Последний результат — это теоретический расход, а в практике мы ещё сталкиваемся с огромным количеством факторов, которые составляют реальные потери.
- Краска капает с кисти или валика при движении от ёмкости до окрашиваемой поверхности. При осторожности этими потерями можно пренебречь, однако расширение зоны досягаемости маляра может увеличить этот тип потерь в крайних случаях до 5%.
- При окрашивании распылением потери неизбежны и зависят от формы объекта и погоды: в хорошо вентилируемом закрытом пространстве — 5%, на открытом воздухе в безветренную погоду — 5–10%, в ветреную — более 20%.
- Если поверхность — решётчатые металлоконструкции сложной формы, фактор потерь может колебаться от 10% до 30% в зависимости от ширины профиля.
Кроме этого, нельзя забывать о так называемом «мёртвом объёме» (DV — Dead Volume), который теряется в порах поверхности — будь то металл или бетон.
| Поверхность | Абразивный профиль | ТСП «потери» |
|---|---|---|
| Сталь, подготовленная дробеструйным аппаратом с круглой металлической дробью | 0–50 мкм (0–2 мила) | 10 мкм (0,4 мила) |
| Сталь, подготовленная пескоструйным аппаратом с мелким песком | 50–100 мкм (2–4 мила) | 35 мкм (1,4 мила) |
| То же, с крупным песком | 100–150 мкм (4–6 милов) | 60 мкм (2,4 мила) |
| Старая «изъеденная» сталь — повторная пескоструйная обработка | 150–300 мкм (6–12 милов) | 125 мкм (5 милов) |
Влияние шероховатости на мёртвый объём:
| Средний профиль шероховатости Rz | Мёртвый объём (DV), л/м² |
|---|---|
| 30 | 0,02 |
| 45 | 0,03 |
| 60 | 0,04 |
| 75 | 0,05 |
| 90 | 0,06 |
Мёртвый объём вычисляют только для первого — грунтовочного — слоя.
Практический расход краски
Совокупность реальных потерь складывается в коэффициент полезного использования краски. Например, на отпескоструенных с профилем шероховатости 50–70 мкм металлических решётчатых конструкциях средней группы сложности на улице безвоздушным распылением наносят ту же краску с тем же сухим остатком и требуемой толщиной 150 мкм. Учитываем, что на профиль шероховатости уходит 35 мкм, значит, мы должны добиться требуемой толщины сухого слоя 185 мкм.
- Ветер — 20%
- Средняя сложность конструкций — 15%
- Пролив — 5%
- Итого 40%
Коэффициент использования (UF) в данном случае составит 0,60.
Практический расход краски: С = S × DFT / (10 × VS × UF)
Пример 5. Нам необходимо покрасить 1000 м² той же краской с 60% твёрдых веществ (не разбавляя) с той же толщиной сухого слоя. Но мы знаем, что потери на профиле составляют 35 мкм и коэффициент использования равен 0,60. Практический расход будет равен: C = 1000 × 185 / (10 × 60 × 0,6) = 514 л, что составляет 0,514 л/м².
Вот этот результат максимально приблизил нас к истине.
Для удобства расчётов — калькуляторы INSPECTOR.PRO
Чтобы не считать вручную, воспользуйтесь бесплатными калькуляторами на сайте INSPECTOR.PRO:
- Калькулятор краски — расчёт ТСП, ТМП, расхода краски и кроющей способности.
- Калькулятор расхода ЛКМ по ВСН 447-84 — многослойный расчёт по нормативам.
- Калькулятор металлоконструкций — пересчёт тонн в м² по сортаменту.
- Калькулятор площади резервуаров — расчёт площади РВС и сосудов.
Заключение
Рекомендую всем участникам проектов, в которых фигурируют окрасочные работы, обращаться для расчётов объёма лакокрасочных материалов к специалистам, которые смогут не только оценить все факторы, влияющие на практический расход краски, и оградят вас от ошибок в расчётах, но и подберут наиболее эффективные и экономичные схемы из существующих.