Что такое коэффициент полезного использования лакокрасочных материалов

НАЗАД В РАЗДЕЛ / 

Как рассчитать требуемое количество краски

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 не правильно посчитали расход; сметный отдел валит вину на производственный, дескать разбирайтесь сами со своими нарушениями технологий; производственники валят вину на субподрядчиков или на своих мастеров, дескать это ваших рук дело; последние делают крайними рабочих, снимают с них деньги за перерасход, и на этом весь инцидент якобы исчерпан. Ровно до следующего раза, когда эта история повторяется в такой же последовательности.

Здесь мы имеем дело ошибкой системного характера и далее попробуем разобраться с её первопричиной, а так же постараемся получить ответ, как её не допускать в дальнейшем.

Возьмём для примера самый распространённый вариант, когда для работ используется самая обыкновенная алкидная, либо водоэмульсионная краска.

Когда сметный отдел считает потребность, он пользуется либо сметными расценками с использованием определённых, уже забитых в расценку материалов и их количества, либо, если материал проектный и не упоминается в сметной расценке, берёт расход материала в лучшем случае из паспорта краски. В худшем, и наиболее частом случае, пользуется информацией, найденной в интернете. А там чего только нет, и в частности, допустим написано 100 – 180 г/м² на один слой. Сметчик не долго думая умножает количество квадратных метров на количество заветных граммов и с чувством выполненного долга отправляет смету в коммерческий, 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. Меняется только цифры т.н. расхода, в зависимости от плотности материала. Изредка можно встретить приписку к цифрам, что этот расход на слой толщиной столько-то микрон. Но и таких производителей ничтожное количество от общей массы.

А тем не менее, “…the devil in the details…” – при реализации крупного проекта, именно ошибки в мелочах приводят к большим неудачам.

Начнём с того, что считать объём требуемой краски, ориентируясь на один слой, является тем же самым, что подсчитывать объём выпавших осадков в количестве дождей, измеряя дожди в штуках.

В течение час шёл ливень, и в течение часа была морось. Вроде бы по количеству штук одинаково, а по количеству выпавших 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 нанести её аппаратом безвоздушного распыления.

Соответственно ориентироваться на “расход за  слой” ни в коем случае нельзя.

На что же нужно ориентироваться?

Большинство жидких лакокрасочных материалов состоит из ряда сырьевых компонентов: связующих, пигментов и наполнителей, растворителей (или воды – вода тоже растворитель), а также определенных добавок и вспомогательных веществ. Во время высыхания краски на поверхности, растворители улетучиваются, а лакокрасочный материал полимеризуется, создавая защитную плёнку, в зависимости от связующих пигментов, стойкую к определённым атмосферным, химическим и прочим воздействиям на защищаемую поверхность. Таким образом имеется два наиболее важных для нас термина:  мокрая плёнка, которая находится на поверхности до испарения растворителей, и сухая плёнка, которая остаётся на поверхности после испарения растворителей и полимеризации. Толщина этой 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 – толщина сухой плёнки или DFT – Dry Film Thickness (англ.). Недостаточная толщина сухой плёнки грозит отсутствием антикоррозионных свойств покрытия или значительному уменьшению его срока эксплуатации. Требуемую для покрытия толщину, выявляют на основании лабораторных или натурных испытаний лакокрасочного материала.

Разные материалы имеют в своём составе разное количество летучих растворителей. Соответственно, при одинаковой толщине мокрой плёнки (ТМП или WFT – Wet Film Thickness (англ.)) разных материалов, толщина сухой плёнки (ТСП) тоже будет разной. Разным будет и расход различных материалов для требуемой толщины сухой плёнки, т.к. они имеют разное соотношение сухого остатка и растворителей.

В то же время, используя один и тот же лакокрасочный материал, но для разных по агрессивности условий эксплуатации, толщина сухой плёнки в техническом задании может отличатся. Так, толщина сухой плёнки покрытия, который подвергается только атмосферному воздействию в условиях сельской атмосферы может быть значительно меньшей, чем толщина сухой плёнки этого же покрытия, эксплуатируемого в условиях агрессивных химических промышленных производств.

Таким образом, следует уяснить, что конечной целью является обеспечение защиты конструкций, а не просто нанесение материала на конструкцию, и именно по этой причине целью является обеспечение требуемой толщины сухой плёнки. ТСП – это константа, на которую нужно ориентироваться, высчитывая потребность в лакокрасочных материалах.

Как вычислить потребность в краске, зная требуемую нам толщину сухой плёнки?

1) В спецификации краски, паспорте или техническом описании, производителем указывается объём сухого остатка (VS – Volume Solid) и объём растворителей (VT – Volume Thinners) в процентах. Маляру необходимо обеспечить покрытие определённой толщины. Для этого он должен понимать сколько ему необходимо нанести мокрого слоя.

Толщина мокрой плёнки высчитывается по формуле: WFT = 100 x 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 x 150 ÷ 60 = 250 мкм

2) Чтобы выяснить, какая будет толщина сухой плёнки, при известной из практики величине мокрого слоя и объёме твёрдых веществ, действует обратная формула

Толщина сухой плёнки высчитывается по формуле: DFT = VS x 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 будет составлять ТСП = 60% x 300 ÷ 100 = 180 мкм

Толщина мокрой плёнки измеряется толщиномером типа “гребёнка”, который должен быть поверенным и иметь шкалы необходимой глубины для толщины данного покрытия.

3) 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 вычисляется по формуле: WFT = DFT x  (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 x (100% + 10% ) ÷ 60 = 275 мкм

4) Мы знаем, какую площадь – S мы собираемся окрасить и можем высчитать теоретический расход, зная требуемую толщину слоя и объём твёрдых веществ.

Теоретический расход краски (С)  для проведения работ вычисляется по формуле: С = S x DFT / 10 x 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 x 150 / 10 x 60 = 250 л

Согласитесь 0,25 л/м² это уже не 100 -180 г/м² (о,1-0,18 кг/м²), которые указаны у производителя на банке. И только приписка “за слой” оставляет возможности для манёвра.

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 тяжелей привычных нам алкидов, а те же алкиды значительно тяжелей теплоизоляционных красок, содержащих мельчайшие сферы, наполненные воздухом. Поэтому считать в граммах и килограммах  для разных красок не верно.

5) последний результат – это теоретический расход, а в практике мы ещё сталкиваемся с огромным количеством факторов, которые составляют реальные потери.

Например, краска капает с кисти или валика при движении от емкости с краской до окрашиваемой поверхности. При проявлении осторожности этими потерями можно пренебречь. Однако расширение зоны досягаемости маляра может увеличить этот тип потерь в крайних случаях до 5 %. Когда окрашивание производится методом распыления, потери неизбежны, и их величина зависит как от формы окрашиваемого объекта, так и от погодных условий в момент окрашивания. В хорошо вентилируемом, но закрытом пространстве — 5 %, на открытом воздухе в безветренную погоду — 5-10 %, на открытом воздухе в ветреную погоду — более чем 20 %.  Очевидно, что при окрашивании в сильный ветер, это число может стать исключительно высоким и всё это при условии, что окрашиваемая поверхность является ровной сплошной стеной.

А если поверхность является решётчатыми металлоконструкциями сложной формы, то фактор потерь может колебаться от 10% до 30% в зависимости от ширины профиля конструкции.

Кроме этого, мы не должны забывать о т.н. “мёртвом объёме” (DV – Death Volume), который теряется в порах поверхности, будь-то металл или бетон.

Если сталь старая, изъеденная и имеет впадины, ямы, трещины, следы от удаления отслоений, то потери на мёртвый объём могут достигать до 125 мкм

Если сталь относительно новая и отпескоструена до чистого металла, то “мёртвый объём” уходит в профиль шероховатости поверхности (Ry) не значительно, но в любом случае, зависит от использованного абразива.

Теоретический расход краски (С)  с учётом шероховатости вычисляется по формуле: С = DV x S x 100 /  VS

Влияние шероховатости на мёртвый объём можно посмотреть в таблице:

Мёртвый объём вычисляют только для первого – грунтовочного слоя.

Совокупность реальных потерь складывается коэффициент полезного использования краски. Например, на отпескоструенных с профилем шероховатости в 50-70 мкм металлических решётчатых конструкциях средней группы сложности, на улице, безвоздушным распылением наносят ту же краску, с тем же сухим остатком и той же требуемой толщиной 150 мкм. Мы учитываем, что на профиль шероховатости поверхности 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 будет составлять  = 0,60

Практический расход краски (С)  для проведения работ вычисляется по формуле: С = S x DFT / 10 x VS x UF

Пример 5. Нам необходимо покрасить 1000 м² той же краской с 60% твёрдых веществ (не разбавляя растворителем) 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 x 185 / 10 x 60 x 0,6 = 514 л, что составляет – 0,514 л/м²

Вот этот результат максимально приблизил нас к истине.

Напоследок, хочу порекомендовать 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 смогут подобрать наиболее эффективные и экономичные схемы из существующих.

Инспектор защитных покрытий

Косенков Д.В.

Смотрите так же “Он-лайн калькуляторы расхода краски”

НАЗАД В РАЗДЕЛ / 

Обоснование расхода лакокрасочного материала перед заказчиком при производстве антикоррозионных работ, на первый взгляд, не поддается никакой объективности. Все доводы о перехлесте проходов при окраске, о заводском нанесении лакокрасочных покрытий брендовых автомобилей в сравнении с окраской в полевых условиях, о разбросе толщин и влияния профиля шероховатости вызывают у заказчика только улыбку. Как же произвести обоснования расхода и соблюсти достаточную объективность?

К сожалению, последние редакции
Государственных элементных сметных норм на строительные работы безнадежно
отстают в части применения современных материалов. В частности  сборник ГЭСН-2001-13 «Защита строительных
конструкций и оборудования от коррозии», который является основным в части
формирования сметной стоимости, не содержит никакой нормативной базы, дающей
основания для применения, обоснования расхода и стоимости, современных как
отечественных, так и импортных систем, широко применяемых на рынке.

Предлагаемая ниже методика дает
объективную базу для расчета расхода лакокрасочных материалов, основанная на
основных положениях ВСН 447-84 «Нормативы расхода лакокрасочных материалов при
окраске стальных строительных конструкций на монтажной площадке», а также
данных поставщиков окрасочных материалов.

Методика
расчета

Классификация стальных строительных конструкций по
группам сложности в соответствии с ВСН 447-84

Коэффициенты
групп сложности К1 окрашиваемых поверхностей (влияние группы сложности на
расход) приведен в таблице №2.

Таблица
№2.

Коэффициенты
характеристик К2 окрашиваемых поверхностей приведен в  таблице №3.

Таблица
№3.

Коэффициенты
КПИ полезного использования лакокрасочных материалов в зависимости от метода
нанесения.

Таблица
№4.

Пример расчета расхода для грунта с высоким
содержанием цинка «Супер-праймер» (отечественного производства).

Исходные данные:

–       
Метод подготовки поверхности – абразивоструйная;

–       
Теоретический расход согласно данным завода
изготовителя составляет 680 гр./м2 при толщине сухой пленки 140 мкм;

–       
Плотность материала составляет 2,85 кг/литр;

–       
Нанесение производить методом безвоздушного
нанесения;

–       
Окрашиванию подлежат свайные основания здания,
сваи выполнены из трубы диаметра 219
мм;

–       
Заданная толщина сухой пленки покрытия должна
составлять 120 мкм.

Напомню, что нормой расхода называют максимально допустимое количество
лакокрасочного материала, необходимое для получения покрытия в один слой
заданной толщины на поверхности площадью 1 м2.

Приведенная методика является достаточно
простой и понятной, основана только на объективных данных поставщика материала
и характеристики окрашиваемой конструкции, что позволяет обосновывать расходы
лакокрасочных материалов в условиях строительной площадки.