Выбираем и делаем наливной пол в гараже своими руками
Как получить действительно ровную, прочную и легкую в эксплуатации поверхность пола для гаража? Оптимальное решение задачи — наливные самовыравнивающиеся смеси в сочетании с полимерными тонкослойными покрытиями. Это практично, надежно и не слишком дорого.
Виды наливного пола
Для начала давайте немного разберемся с терминологией. Производители смесей предлагают для строительных работ специальные составы – так называемые наливные самовыравнивающиеся полы. Это композиции из вяжущего (цемент или гипс), специальных присадок, полимерных добавок и наполнителей. При затворении водой образуются высокоподвижные растворы, используемые для выравнивания оснований всех видов (минеральные, деревянные, грунтовые), а также для ремонта дефектных участков.
Преимуществ у этого вида материала более чем достаточно:
- Можно применять слоем от 1 мм до 10 см. Работать с ним гораздо удобнее и практичнее, чем с традиционной цементно-песчаной смесью.
- Используются внутри и снаружи помещений, то есть универсальны, морозостойки и выдерживают существенные перепады температур.
- Выпускаются в огромном ассортименте, под разные цели. К примеру, для выглаживания бетонной плиты стоит выбрать недорогой тонкослойный ровнитель на гипсовой основе, который не даст усадки и застынет за несколько суток. А для формирования полноценной стяжки лучше приобрести цементно-гипсовые смеси, готовые к укладке напольного покрытия уже через 7-10 суток.
- Реализуются по вполне доступным ценам. Стоимость мешков начинается от 200 руб.
Существует еще один класс наливных полов – декоративно-финишные. Фактически это краска одно- или двухкомпонентая на полимерной основе, которая наносится на бетон слоем 1-4 мм и создает высокопрочное покрытие, устойчивое к истиранию, механическим, ударным нагрузкам, а также химически агрессивным веществам. В качестве базы применяются такие эластомеры как полиуретан либо эпоксид.
Полимерный наливной пол в гараже.
Полимерный наливной пол для гаража выпускается отечественными (Новбытхим, КрасКо) и зарубежными (Enecon, RustOleum) предприятиями в нескольких цветах, реализуется в канистрах, нередко в сочетании с отвердителем. Дополнительно комплектуется чипсами для декорирования покрытия.
Самое главное условие нанесения – идеально ровная, отшлифованная промышленными шлифмашинами, поверхность. Малейший бугорок или ямка – и наливной пол для гаража моментально стирается либо откалывается. Зато при соблюдении инструкции покрытие действительно образует высокопрочную, инертную к химическим составам и воде пленку, которая выдерживает не менее 5-7 лет активной эксплуатации.
В последние пару лет в интернете можно встретить упоминание о такой новинке как резиновый наливной пол для гаража. Хотя для этого продукта лучше подходит термин эластичное покрытие.
Практически все известные производители ЛКМ выпускают этот материал под названием «резиновая краска». Назначение — кровли, бассейны и другие ненагруженные поверхности. Прекрасно выдерживает воду, прямые солнечные лучи и перепады температур от -50 до +60 ºС. В инструкциях черным по белому указано ограничение – не подходит для окрашивания полов.
Российское предприятие «Москраска» утверждает, что их технологи создали именно резиновый продукт, предназначенный для эксплуатации в гаражах, паркингах, складах, автосервисах, мойках и т.п. Причем основу составляют не традиционные растворители, а водная дисперсия акрилатных сополимеров. Насколько рекламная информация соответствует действительности – неизвестно, так как в открытом доступе отзывов практически нет, а в ассортименте крупных дилеров и ритейлеров продукт отсутствует как класс.
Резиновое покрытие Москраска.
Вместо неизвестной резиновой краски лучше использовать проверенное средство – маты и модульные плиты из прессованной резиновой крошки (Унидор и др.). Как правило, они применяются при обустройстве уличных спортивных и детских площадок, в тренажерных залах, на террасах, паркингах. Отличаются водо- и морозостойкостью, легко выдерживают значительный вес и истирающие нагрузки. Очень удобная, хоть и недешевая альтернатива стандартным гаражным покрытиям.
Модульная плитка для гаражей, паркингов, спортплощадок.
Рис. 5 Модульная плитка для гаражей, паркингов, спортплощадок
Какой именно вариант выбрать – зависит от ваших возможностей, в том числе финансовых. А в категорию «наливной пол для гаража» правильнее отнести именно самовыравнивающиеся смеси толстослойного нанесения.
Как правильно выбрать тип наливного пола
Материал для гаражного пола должен соответствовать следующим критериям:
- Исключительная прочность на сжатие и истирание. Среднестатистическая «легковушка» весит от 1 тонны и более. При этом вес распределяется фактически по четырем небольшим областям – в местах соприкосновения колес и основания. К тому же при движении автошины действуют как грубый абразив, который разрушает основу.
- Устойчивость к различным нагрузкам. Гараж – это не только крытая стоянка для машины, но и нередко ремонтная мастерская, своеобразная кладовая для хранения различных вещей и приспособлений, нередко – место встречи соседей и знакомых. Соответственно пол должен выдерживать частое мытье и нагрузки механического либо ударного типа, не вступать в реакцию с химически агрессивными составами (сольвент, бензин, масло, антифриз) и т.п.
- Атмосферо- и морозостойкость. Перепады температур в гаражах значительны. Достаточно на полчаса зимой открыть ворота, чтобы на поверхностях образовался иней. Если нет желания постоянно ремонтировать потрескавшееся напольное покрытие, составы должны содержать морозостойкие присадки и классифицироваться как материал для наружных работ.
- Простота эксплуатации. Опытные покупатели знают, что бетон или дерево невероятно сложно, а порой невозможно отмыть от разлитого бензина, очистить от масляных пятен или следов автошин. Поэтому этот критерий не менее важен, чем все остальные.
Подведем итоги: пол должен быть высокопрочным, атмосферо- и водостойким, моющимся и химически инертным. Этим параметрам соответствует комплекс из двух продуктов:
1 слой — Наливные самовыравнивающиеся смеси для наружных работ.
Это высокопрочные составы исключительно на цементной основе. Такие гиганты химпрома как Церезит, Бергауф и другие выпускают материалы, рекомендованные для применения именно в гаражах, подвалах, складах, цехах, на террасах и т.п. Это Ceresit CN76, Bergauf Boden Street и другие. Этот слой позволит выровнять цементную стяжку, тем самым подготовить пол под следующий слой. Данные составы можно применять и как самостоятельное покрытие, без дальнейшей отделки, но для лучшего результата 2-й слой необходим.
2 слой – Финишные эпоксидные покрытия для гаражей, паркингов, автостоянок.
Это специализированная серия, выпуском которой занимаются лишь некоторые заводы. Покрытие получается настолько прочным, что выдерживает даже интенсивное пешеходное и автомобильное движение. В числе известных: Epoxy Shield, Eneklad SFS, эпоксидная краска для гаража Новбытхим, СделайПОЛ и т.п.
Не скажем, какой из них лучше или хуже, при выборе стоит обращать внимание на базовые параметры. К примеру, Боден Стрит образует покрытие прочностью, соответствующей цементной марке М300, выдерживает до 50 циклов замораживания-размораживания. То есть эта смесь замечательно подходит для владельцев легковых машин и отапливаемых, утепленных гаражей. А вот Церезит 76 имеет марочную прочность М350 и морозостойкость до 100 циклов. То есть его лучше использовать для холодных помещений под тяжелые, габаритные автомобили.
Технология заливки
Устройство пола проводится традиционно в 4 этапа.
Шаг 1. Подготовка основания
По настоянию производителей база под самовыравнивающиеся смеси должна соответствовать требованиям санитарных правил и норм 29.13330.2011 и 3.02.01-87. Марочная прочность бетонной стяжки или плиты – не менее М250.
Совет! Наилучший результат достигается при температурном режиме от +10 до +25 °С, влажности не более 50% и полном отсутствии сквозняков.
Начинается все с очистки поверхности от грязи, пыли, остатков красок, лаков, клея, масла и всего того, что существенно ухудшает адгезию раствора к основе. Если имеются рыхлые участки выступы, их надо зашлифовать, а трещины и ямки расшить, загрунтовать и заполнить шпатлевками или ремонтными составами. После обработать грунтовкой глубокого проникновения или укрепляющей в 1-3 слоя.
Очистка бетонного основания.
Если основание полностью рыхлое, сырое или сильно загрязнено, наилучшим выходом станет устройство независимой, «плавающей стяжки». Эта же методика подходит для устройства наливного компаунда на насыпной или естественный грунт. Для этого на выровненную и утрамбованную основу укладывается разделительный слой – полиэтилен толщиной не менее 150 микрон.
Совет! При формировании пола «плавающего» типа толщина наливного слоя должна быть не меньше 4 см. Оптимальная величина пласта для гаражей – 4-6 см.
Если гараж установлен на сырых грунтах с высоким уровнем подземных вод, возможен капиллярный подъем влаги, то лучше использовать по бетону гидроизоляционные средства обмазочного типа. Настильные (рубероид, рубимаст, гидростеклоизол) в данном случае не подходят.
Если планируется формирование уклона либо заливка толстого слоя, то на стенах необходимо выставить отметки строительным маркером, малярным шнуром. Наилучшим выходом станет использование лазерного уровня. При заливке также понадобятся реперные маячки.
При устройстве пола в неотапливаемом помещении желательно по периметру использовать специальную демпферную ленту или же вспененный полиэтилен 1-2 мм, нарезанный на узкие полосы.
Шаг 2. Приготовление раствора
В емкость нужно налить чистую, без примесей, воду температурой от +5 до +25 °С в рассчитанном заранее количестве, постепенно добавить сухую смесь и тщательно перемешать строительным миксером на скорости до 500 об/мин. Дать раствору вызреть в течение 5-10 минут, снова перемешать. Готовая смесь должна быть использована в течение 20-30 минут.
Шаг 3. Заливка самовыравнивающего состава
Следует учитывать, что композиция должна получиться более густой, менее текучей, чем обычный наливной пол. Связано это с необходимостью устройства наклона.
Нанесение начинается от дальнего угла с постепенным продвижением к выходу. Массу надо вылить, аккуратно разровнять раклей или широким шпателем, прокатать игольчатым валиком для уплотнения. Каждая последующая порция выливается с частичным наплывом в 2-4 см на предыдущий. Деаэрация всего покрытия обязательна.
Формирование наливного пола.
Если помещение в соответствии с СП 29.13330.2011 по периметру превышает размеры в 3х6 м, то необходимо устройство деформационных швов через сутки после заливки пола. Впоследствии швы отдельно надо заполнить густым раствором наливной смеси и тщательно разровнять. Через 7-14 суток основание готово к финишной обработке.
Шаг 4. Нанесение декоративно-защитного покрытия
Перед работой еще раз нужно внимательно осмотреть пол, сгладить неровности наждачной сеткой, тщательно обеспылить.
Нанесение эпоксидной краски для гаража.
Отвердитель следует влить полностью в краску, перемешать в течение 5 минут и выждать 30-60 минут, пока закончатся все химические реакции. Наносить надо сначала кистью по периметру, тщательно промазать углы. Затем макловицей или валиком окрасить всю поверхность в один слой. Для уменьшения эффекта скольжения рассыпать декоративные чипсы. Через 3-6 суток покрытие полностью полимеризуется и будет готово к эксплуатации.
Совет! Если вам нужны мастера по ремонту пола, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России. Без вашего желания никто не увидит ваш номер телефона и не сможет вам позвонить, пока вы сами не откроете свой номер конкретному специалисту.
Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.
Устраиваем полимерное покрытие пола в гараже — нюансы выбора материалов, основы техники монтажа
Какой владелец автомобиля откажется оборудовать свой гараж так, чтобы помещение было безопасным, надежным в эксплуатации, да еще и выглядело эстетично? При этом, на поддержание чистоты хотелось бы выделять минимум времени, а о ремонтных работах — вообще забыть на долгие годы. Полимерное покрытие для пола в гараже является искомым корнем этого уравнения со множеством неизвестных.
В рамках статьи мы поможем разобраться с критериями выбора новых материалов, а также рассмотрим технологические и экономические нюансы монтажа.
Требования, предъявляемые к полам гаражей и паркингов
Полимерный наливной пол в гараже должен справляться с внушительным набором серьезных вызовов:
- выдерживать высокое удельное давление;
- обладать внушительной ударной прочностью;
- противостоять растрескиванию независимо от скачков температуры и влажности;
- характеризоваться высокой износостойкостью;
- не бояться агрессивных химических сред;
- быть устойчивым к загрязнению и легким для очистки;
- иметь презентабельный внешний вид;
- обеспечивать пожаробезопасность.
Долгие годы самым популярным материалом в рассматриваемой области считался керамогранит. Правда, насчет ударной прочности с ним существовала проблема: хрупок, вполне может расколоться от тяжелого металлического предмета, упавшего с высоты 1 — 1,5 м (например, гаечного ключа). Да и клеевой слой частенько подводил, из-за чего периодически приходилось вырубать отдельные плитки и заменять их новыми. Еще один существенный недостаток этого материала — в полированном виде он излишне скользок, а с шероховатых типов плитки очень сложно выводить пятна от нефтепродуктов.
Всех перечисленных недостатков лишены современные строительные полиуретаны и эпоксидные смолы. Именно из этих компонентов в различных сочетаниях выполняется заливной пол в гараже, удовлетворяющий всем требованиям из приведенного списка.
Эпоксидные смеси отличаются от полиуретановых более высокой прочностью и твердостью, но доступные по цене марки смол не могут быть одновременно стойкими к химии и абразивному износу. А вот полиуретан сочетает в себе два последних качества на высоком уровне. Поэтому самым распространенным вариантом напольного гаражного сэндвича является эпоксидная база с нанесенным сверху уретановым лаком.
Технологии полимерных покрытий для полов в гаражах
В зависимости от состояния бетонной стяжки, предполагаемого уровня удельного давления на поверхность и эстетических требований используются 3 основные схемы монтажа:
- Полиуретановый пол.
- Эпоксидная основа с уретановым лаком.
- Эпоксидная смола, кварцевый наполнитель и уретановый лак.
Чтобы разобраться, какой наливной пол оптимален для конкретного гаража, рассмотрим плюсы и минусы каждой монтажной схемы.
Полиуретановый пол
Несмотря на то, что материал дороже эпоксидной смолы, на нем можно прилично сэкономить в ряде случаев. Предположим, состояние бетонной стяжки близко к идеальному. Тогда допустимо использовать тонкий слой заливки (1 — 2 мм). Для тяжелых джипов и пикапов, возможно, это не самый лучший выбор, но с обычным легковым автомобилем такое покрытие будет без проблем эксплуатироваться многие годы. Правда, декоративные возможности полиуретана не очень велики. Популярные сегодня чипсовые наполнители можно вносить только в эпоксидные слои.
Зато вам удастся сохранить приличную сумму на небольшом расходе материала и уменьшенной трудоемкости монтажа. Из хорошо зарекомендовавших себя составов можно выделить Тепинг Пол 205 ПУ российского бренда TNP.
Эпоксидная основа с уретановым лаком
Пожалуй, самая популярная схема на данный момент. В незастывший эпоксидный слой вносятся цветные акриловые флоки (чипсы, хлопья), а затем, после полного высыхания и механической обработки поверхность скрывается уретановым лаком.
Технология подходит для частных гаражей под любые классы автомобилей. Чтобы добиться высокого качества и длительного срока службы, следует выбирать базовые материалы от компаний, авторитетных в области производства промышленных полов. Но не все из них комплектуют наборы заливок акриловыми флоками. Впрочем, их можно приобрести отдельно. К примеру, широкая палитра чипсов Huntsman предлагается в розницу многочисленными дилерами во всех регионах РФ.
К недостаткам схемы относится необходимость аренды большой номенклатуры оборудования.
Под отечественными брендами QTP, INGRI и TNP выпускаются одно- и двухкомпонентные материалы, практически не уступающие по качеству полимерам, производящимся лидерами отрасли — BASF, DCC и MBW.
Эпоксидная смола, кварцевый наполнитель и уретановый лак
Наливной пол в гараже или паркинге, рассчитанном на повышенное удельное давление и интенсивное передвижение автомобилей, требует использования минерального упрочнителя. Кварцевый песок вносится на поверхность нижнего эпоксидного слоя до полного его насыщения. Второй слой называется «запечатывающим». Он выполняется из полимера той же марки, что и первый. На последней стадии процесса наносится уретановый лак.
Минусами схемы является высокая суммарная стоимость применяемых материалов и аренды оборудования, а также общая длительность монтажа.
Многие специалисты, применяющие эту схему, хорошо отзываются о материалах бренда QTP — эпоксидном составе 1020 и уретановом лаке 1040.
Состав работ по схеме «эпоксидная основа с флоками + уретановый лак»
Примерный расход основных материалов
В зависимости от плотности эпоксидного состава на 1 м² поверхности уходит от 1,4 кг до 1,9 кг материала при слое нанесения 2 мм. Самый большой расход отмечается у полимеров для помещений с повышенной влажностью.
Полиуретанового состава тратится больше — до 2,7 кг на 1 м² (толщина слоя 2 мм). Уретановый лак расходуется из расчета 0,12 кг — 0,15 кг на 1 м² (покрытие в один слой).
Во всех расчетах необходимо использовать общую массу смолы и отвердителя.
В стоимостном выражении затраты на кварцевый песок и акриловые флоки являются незначительными.
Несколько дополнительных советов по обустройству эпоксидных и полиуретановых полов
Грунтовку, шпаклевку и основной состав необходимо приобретать в рамках ассортимента одного бренда. Уретановый лак, кварцевый песок и акриловые флоки могут быть от разных производителей.
Присматриваясь к наборам, содержащим все материалы, следует быть осторожным: среди продукции такого типа довольно часто встречаются компоненты сомнительного качества.
Если вы поклонник брутализма в архитектуре, возможно, вам придется по душе вид влажного бетона с разводами. Для достижения такого эффекта достаточно нанести на шлифованную стяжку эпоксидный или полиуретановый пропиточный состав. Такой пол будет обладать всеми необходимыми свойствами. Обойдется это гораздо дешевле наливного покрытия, но вариант имеет смысл только при идеальном качестве бетонной основы.
Резюме
Главными критериями выбора типа полимерного пола для гаража являются требования к прочности поверхности (уровню допустимого удельного давления) и декоративным свойствам покрытия. Остальные показатели качества — от ударной стойкости до пожаробезопасности — в полной мере обеспечиваются при всех рассмотренных схемах монтажа.
Видео по теме
Пошаговое описание техники устройства полимерного пола в гараже от известного специалиста Андрея Новоженина
А ниже видеоролик, как выполняют для гаража наливной пол за рубежом. Видео короткое, но наглядно демонстрирующее весь процесс
Как сделать своими руками полимерный наливной пол в гараже? Монтаж покрытия и уход
Полимерные полы отлично подходят для гаражей и промышленных объектов. Такие покрытия устойчивы к жестким условиям эксплуатации, они будут служить не менее 50 лет.
Долголетие очень просто объяснить. Дело том, что полимерные полы не имеют швов, а ведь именно стыки являются самыми уязвимыми местами. Именно отсюда начинает разрушаться любое покрытые.
Пол в гараже наливной: какие варианты можно использовать?
Промышленность предлагает наливной пол для гаража на цементной основе и на основе полимеров.
Наливной пол для гаража: какой лучше? Все покрытия можно разделить на несколько видов, классификация учитывает их химический состав:
- Эпоксидные полы. Они используются чаще всего. Наполнителем служит кварцевый песок, который придает покрытию отличную абразивность. В итоге получается поверхность, не боящаяся механических повреждений. Включение в смесь смолы позволяет обеспечить защиту пола от химических повреждений. Но при всех достоинствах эпоксидные полы отличаются малой эластичностью. Зато такие полимерные полы для гаража водонепроницаемы, их часто делают, если требуется гидроизоляция.
- Полиуретановые. Отличаются более высокой ценой, но имеют большую гибкость. Залив смесь, вы получите устойчивую к химическим веществам поверхность.
- Метилметакрилатные покрытия прочны, эластичны. Заливать такое основание можно даже при отрицательных температурах, если температура в помещении не опустилась ниже −20 °C. Если вы выбрали такой пол, то вам потребуется больше усилий при выполнении работ. Поскольку смесь быстро твердеет, полимерные полы в гараже заливать трудно. Учитывайте, что при высыхании материала в воздух выделяются вещества, имеющие сильный запах. Это может принести определенное неудобство.
На фото ниже наливной пол в гараже: 
Плюсы и минусы
Наливной пол для гаража подходит идеально. Он не растрескиваются даже при сильных, длительных морозах. Покрытие не боится перепадов температуры. Оно совершенно безопасно, ведь основание не горит. К такому полу не будет липнуть пыль, ведь материал не электризуется. Поверхность ровная, вы быстро уберете в помещении, если возникнет необходимость.
Даже пленка толщиной 1,5 мм обладает отличными гидроизоляционными и теплоизоляционными качествами. Пролитые масла никогда не впитываются в поверхность, они не причинят вред полу. Высокая виброустойчивость отличает полимерное основание от ряда других.
Стоит отметить и негативный момент. Он заключается в том, что заливные полы в гараже обойдутся вам дорого. На обустройство одного квадратного метра может требоваться 100 долларов. К счастью, есть возможность наносить материал очень тонким слоем.
Что потребуется для устройства?
Перед началом монтажа полимерного пола в гараже своими руками, нужно купить необходимые материалы. Для работы потребуются следующие вещи и инструменты:
- Для замешивания раствора приобретите емкость.
- Если гараж большой, будет нужна бетономешалка, либо электрическая дрель со специальной насадкой.
- Купите подходящую кисть для нанесения грунта и игольчатый валик. Лучше брать изделие на длинной ручке.
- Для заделки трещин возьмите шпатлевку, нужна и грунтовка.
- Приобретите смесь на основе цемента и ленту, она требуется для герметизации стыков.
Лента создаст тепловой зазор. Он нужен для предотвращения появления трещин, которые могут наблюдаться при расширении основания под воздействием высоких температур.
Монтаж
Как сделать наливной пол для гаража своими руками? Пошаговая инструкция:
-
Перед началом работ подготовьте бетонную поверхность, от этого зависит срок службы основания и прочность пола. Внимательно осмотрите поверхность на наличие трещин. Найдите неровности и выпуклости.
Те трещины, которые вы обнаружили, расширьте. Удалите края, используйте в работе молоток и зубило. Очистите трещину от мусора, обработайте грунтовкой. После этого место нужно зашпаклевать.
Если на полу есть впадины, возьмите наждачную бумагу и обработайте их. Затем покройте грунтом, нанесите шпаклевку.
В итоге должна получиться ровная поверхность. На один квадратный метр допустим 8 мм перепад высот.
Не нужно прикладывать много сил, выравнивая бетонное основание. Дело в том, что в состав смеси входят полимерные компоненты, смесь выравнивается самостоятельно.
В гараже, где заливают пол, столбик термометра не должен опускаться ниже 15 °C. Защитите наливной пол от прямых лучей солнца. Подождите 12 часов, потом нанесите полимерный лак. Возьмите валик с коротким ворсом, покройте основание лаком в два слоя. До полного высыхания поверхности должно пройти 15 — 30 дней.
Наливной пол отличается тем, что не имеет швов. Покрытие не пылит, на нем не размножаются бактерии. Глянцевый пол никогда не потеряет блеск. Уборка станет простым делом, достаточно пропылесосить поверхность или пройти шваброй.
Заключение
Полимерное покрытие для пола в гараже экологичное, оно не выделяет вредные для здоровья человека вещества. Такие поверхности отличаются превосходными эксплуатационными характеристиками, их положительно оценили многие владельцы гаражей за непревзойденную прочность и долговечность.
Полезное видео
Как сделать наливной пол в гараже своими руками? Смотрите видео:
Как сделать наливной пол в гараже своими руками
Обустройство наливного пола удовлетворяет практически всем требованиям, предъявляемым к созданию прочного и надежного основания в гаражах разного типа, начиная от кирпичных строений и до полуоткрытых боксов. Залить такое напольное покрытие можно самостоятельно при наличии желания и соответствующих навыков.
Разновидности полов наливного типа
Материал, из которого делают напольное покрытие для гаража наливное, очень эластичен, и укладывать его несложно. В результате приложенных усилий в гаражной постройке появится пол, который прослужит продолжительное время, будет износостойким и внешне привлекательным.
Наливные напольные поверхности имеют цельный монолитный вид без стыков и швов.
Их ассортимент разнообразен и подразделяется на несколько видов:
- Эпоксидные полы отличаются хорошей переносимостью перепадов температур и воздействия влаги. Они бывают одно- или двухкомпонентными. Первые характеризуются химической устойчивостью, а вторые – невосприимчивостью к большим объемам воды.
- Полиуретановые полы по эксплуатационным и стоимостным показателям имеют много общего с эпоксидными покрытиями, но в отличие от них более стойкие к механическому износу и упругие, хорошо переносят вибрационные нагрузки.
- Метилметакрелатные полы – еще один вариант для гаражных боксов. Поскольку в процессе эксплуатации они выделяют канцерогенные испарения, для них необходимо обеспечивать хорошее вентилирование помещений. Их преимущество заключается в дешевизне.
- Полы на основе акрилово – цементных смесей. Обеспечивают частичную защиту цементной стяжки и бетонного основания. Их обычно используют для устранения трещин и прочих дефектов на поверхностях с большим эксплуатационным сроком.
До начала проведения работ необходимо определить, какую толщину будет иметь наливной пол в гараже своими руками. Зависит данный параметр от предполагаемых нагрузок на поверхность покрытия. Толщина пола из наливных материалов может составлять от 1 до 10 миллиметров. Стоит выбирать морозостойкий наливной пол для наружных работ, который долго прослужит в гараже.
Обычно в гаражных помещениях она равна примерно 2 миллиметрам при расходе материала в количестве 1,7 – 1,9 килограмма из расчета на один «квадрат». Также потребуется кварцевый песок в количестве 0,8 – 1 килограмма на квадратный метр.
Инструменты и материалы для заливки
Для обустройства такого, как на фото, наливного пола необходимо такие инструменты:
- рейка двухметровой длины;
- скребок;
- щетка металлическая;
- кисть и валик;
- кювета;
- дрель низкооборотная, оборудованная насадкой-мешалкой;
- швабра специальной конструкции для равномерного распределения состава по поверхности;
- игольчатый валик для устранения воздушных пузырьков;
- шпатель.
Также понадобятся отдельные компоненты или готовая смесь для наливного пола.
Из вспомогательных материалов следует приобрести:
- растворитель – для обезжиривания основы напольного покрытия;
- кварцевый песок – он необходим для изготовления цементного раствора, который требуется для ликвидации трещин и других незначительных дефектов.
Следует приобрести специальные подошвы, имеющие шипы, которые позволят передвигаться по залитой поверхности в процессе обработки ее игольчатым валиком.
Когда сделан выбор, каким будет наливной пол в гараже своими руками и его толщина, приобретены все материалы и приготовлены необходимые инструменты, тогда только можно приступать к работам по его обустройству.
Подготовка чернового основания
Качественного напольного покрытия не получится, если основание для него не будет ровным. При помощи двухметровой деревянной планки проверяют уровень относительно горизонтали. Отклонения от контрольной линии не могут превышать 3-5 миллиметров, а просветы между рейкой и основой не должны быть более 2-х миллиметров. Чем тоньше слой наливного пола, тем строже предъявляются требования к черновой поверхности.
Принято считать, что наиболее удачным вариантом будет наливной пол для гаража на цементной основе, при этом влажность основания которого не должна превышать 12% (подробнее: “Как сделать наливной пол на цементной основе своими руками”). Бетонную поверхность очищают от мусора, пыли, остатков краски и маслянистых пятен, потом тщательно выравнивают и шлифуют. Залитый перед началом работы цементный пол застывает в течение 3-4 недель. Когда бетонное основание находится в плохом состоянии, поверх старого покрытия необходимо залить новую стяжку.
Грунтовка и шпатлевка основания для наливного пола
Грунтовать основание следует непременно, поскольку бетон отличается способностью впитывать влагу. Жидкость из любой смеси, попадающая на цементное основание, практически мгновенно им поглощается и это приводит к ухудшению его адгезии. Основная задача при подготовке основы наливного пола – это закрыть поры бетона, с чем превосходно справляются современные материалы для грунтовки.
Заливка наливного слоя
Поскольку наливные полы обычно имеют двухкомпонентный состав, до начала монтажа следует смешать материалы. Оба компонента оставляют на сутки в помещении при комнатной температуре, которая должна составлять 14 – 25 градусов. Первый материал размешивают в емкости до устранения осадка, а потом туда добавляют второй.
Смешивать компоненты можно, как ручным способом, так и с использованием дрели, оснащенной специальной насадкой (на протяжении 4-5 минут). Далее в емкость добавляют сухой кварцевый песок. При этом скорость вращения низкооборотной дрели должна составлять в минуту не менее 500 оборотов. Включать прибор следует после полного погружения лопастей насадки в емкость и вынимать ее из раствора, когда вращение полностью прекратилось.
После завершения обработки основания грунтовкой примерно через одни сутки приступают к работе над наливным покрытием.
Начинают распределять смесь от места в помещении, которое находится в самой дальней точке относительно входа, и продвигаются в сторону двери:
- Состав разливают равными параллельными стене полосами, разравнивая его зубчатым шпателем и игольчатым валиком. Этот инструмент позволяет обеспечить требуемую толщину напольного покрытия. Далее продолжают выливать порции смеси, разглаживая ее и прокатывая. Заливку продолжают до тех пор, пока все напольное основание не будет покрыто.
- Необходимо следить за тем, чтобы не растворенные компоненты смеси не попадали на пол. Поэтому содержимое емкости не нужно выливать до конца. Также не следует выскребать из нее остатки. Чтобы избежать неприятностей, раствор необходимо готовить в емкости, имеющей округлую цилиндрическую форму.
- Используя игольчатый валик, удаляют воздушные пузырьки и выравнивают стыки, появляющиеся между замесами.
- При проведении работы нужно помнить о том, что на заливку всей напольной поверхности отводится максимум 45 минут. За данный промежуток времени следует успеть применить игольчатый валик, чтобы удалить воздушные пузырьки из залитой смеси. В том случае, когда не удается завершить работу вовремя, происходит затвердевание и полимерный пол для гаража не удастся сделать качественно.
- Для того, чтобы этого не случилось, обустройство напольного покрытия нужно делать не одному, а с помощником. Через 24 часа после завершения нанесения смеси, по поверхности пола можно ходить. Полностью цементные наливные полы для гаража будут готовы не ранее 7 дней.
Нанесение защитного лака
С целью увеличения износостойкости напольной поверхности и защиты ее от механических нагрузок и химических воздействий производится нанесения слоя защитного лака. Благодаря этому срок эксплуатации пола можно значительно продлить.
Наносить лак следует не ранее, чем через 24 часа после завершения заливки покрытия, когда оно уже приобрело технологическую прочность. Расход данного материала на один «квадрат» составляет порядка 140−160 грамм.
После нанесения слоя защитного лака ходить по напольной поверхности разрешается не ранее, чем через 2 суток. Что касается нагрузки от веса автомобиля, то покрытие будет способно его выдержать по истечению 6 -7 суток.
Работа по обустройству наливного пола в гаражном строении отличается простотой и ее может выполнить каждый домашний умелец своими руками. Создавая самостоятельно долговечное покрытие, можно сэкономить немалую сумму денег.
Как сделать наливной пол в гараже своими руками
Обустройство наливного пола удовлетворяет практически всем требованиям, предъявляемым к созданию прочного и надежного основания в гаражах разного типа, начиная от кирпичных строений и до полуоткрытых боксов. Залить такое напольное покрытие можно самостоятельно при наличии желания и соответствующих навыков.
Разновидности полов наливного типа
Материал, из которого делают напольное покрытие для гаража наливное, очень эластичен, и укладывать его несложно. В результате приложенных усилий в гаражной постройке появится пол, который прослужит продолжительное время, будет износостойким и внешне привлекательным.
Наливные напольные поверхности имеют цельный монолитный вид без стыков и швов.
Их ассортимент разнообразен и подразделяется на несколько видов:
- Эпоксидные полы отличаются хорошей переносимостью перепадов температур и воздействия влаги. Они бывают одно- или двухкомпонентными. Первые характеризуются химической устойчивостью, а вторые – невосприимчивостью к большим объемам воды.
- Полиуретановые полы по эксплуатационным и стоимостным показателям имеют много общего с эпоксидными покрытиями, но в отличие от них более стойкие к механическому износу и упругие, хорошо переносят вибрационные нагрузки.
- Метилметакрелатные полы – еще один вариант для гаражных боксов. Поскольку в процессе эксплуатации они выделяют канцерогенные испарения, для них необходимо обеспечивать хорошее вентилирование помещений. Их преимущество заключается в дешевизне.
- Полы на основе акрилово – цементных смесей. Обеспечивают частичную защиту цементной стяжки и бетонного основания. Их обычно используют для устранения трещин и прочих дефектов на поверхностях с большим эксплуатационным сроком.
До начала проведения работ необходимо определить, какую толщину будет иметь наливной пол в гараже своими руками. Зависит данный параметр от предполагаемых нагрузок на поверхность покрытия. Толщина пола из наливных материалов может составлять от 1 до 10 миллиметров. Стоит выбирать морозостойкий наливной пол для наружных работ, который долго прослужит в гараже.
Обычно в гаражных помещениях она равна примерно 2 миллиметрам при расходе материала в количестве 1,7 – 1,9 килограмма из расчета на один «квадрат». Также потребуется кварцевый песок в количестве 0,8 – 1 килограмма на квадратный метр.
Инструменты и материалы для заливки
Для обустройства такого, как на фото, наливного пола необходимо такие инструменты:
- рейка двухметровой длины;
- скребок;
- щетка металлическая;
- кисть и валик;
- кювета;
- дрель низкооборотная, оборудованная насадкой-мешалкой;
- швабра специальной конструкции для равномерного распределения состава по поверхности;
- игольчатый валик для устранения воздушных пузырьков;
- шпатель.
Также понадобятся отдельные компоненты или готовая смесь для наливного пола.
Из вспомогательных материалов следует приобрести:
- растворитель – для обезжиривания основы напольного покрытия;
- кварцевый песок – он необходим для изготовления цементного раствора, который требуется для ликвидации трещин и других незначительных дефектов.
Следует приобрести специальные подошвы, имеющие шипы, которые позволят передвигаться по залитой поверхности в процессе обработки ее игольчатым валиком.
Когда сделан выбор, каким будет наливной пол в гараже своими руками и его толщина, приобретены все материалы и приготовлены необходимые инструменты, тогда только можно приступать к работам по его обустройству.
Подготовка чернового основания
Качественного напольного покрытия не получится, если основание для него не будет ровным. При помощи двухметровой деревянной планки проверяют уровень относительно горизонтали. Отклонения от контрольной линии не могут превышать 3-5 миллиметров, а просветы между рейкой и основой не должны быть более 2-х миллиметров. Чем тоньше слой наливного пола, тем строже предъявляются требования к черновой поверхности.
Принято считать, что наиболее удачным вариантом будет наливной пол для гаража на цементной основе, при этом влажность основания которого не должна превышать 12% (подробнее: “Как сделать наливной пол на цементной основе своими руками”). Бетонную поверхность очищают от мусора, пыли, остатков краски и маслянистых пятен, потом тщательно выравнивают и шлифуют. Залитый перед началом работы цементный пол застывает в течение 3-4 недель. Когда бетонное основание находится в плохом состоянии, поверх старого покрытия необходимо залить новую стяжку.
Грунтовка и шпатлевка основания для наливного пола
Грунтовать основание следует непременно, поскольку бетон отличается способностью впитывать влагу. Жидкость из любой смеси, попадающая на цементное основание, практически мгновенно им поглощается и это приводит к ухудшению его адгезии. Основная задача при подготовке основы наливного пола – это закрыть поры бетона, с чем превосходно справляются современные материалы для грунтовки.
Заливка наливного слоя
Поскольку наливные полы обычно имеют двухкомпонентный состав, до начала монтажа следует смешать материалы. Оба компонента оставляют на сутки в помещении при комнатной температуре, которая должна составлять 14 – 25 градусов. Первый материал размешивают в емкости до устранения осадка, а потом туда добавляют второй.
Смешивать компоненты можно, как ручным способом, так и с использованием дрели, оснащенной специальной насадкой (на протяжении 4-5 минут). Далее в емкость добавляют сухой кварцевый песок. При этом скорость вращения низкооборотной дрели должна составлять в минуту не менее 500 оборотов. Включать прибор следует после полного погружения лопастей насадки в емкость и вынимать ее из раствора, когда вращение полностью прекратилось.
После завершения обработки основания грунтовкой примерно через одни сутки приступают к работе над наливным покрытием.
Начинают распределять смесь от места в помещении, которое находится в самой дальней точке относительно входа, и продвигаются в сторону двери:
- Состав разливают равными параллельными стене полосами, разравнивая его зубчатым шпателем и игольчатым валиком. Этот инструмент позволяет обеспечить требуемую толщину напольного покрытия. Далее продолжают выливать порции смеси, разглаживая ее и прокатывая. Заливку продолжают до тех пор, пока все напольное основание не будет покрыто.
- Необходимо следить за тем, чтобы не растворенные компоненты смеси не попадали на пол. Поэтому содержимое емкости не нужно выливать до конца. Также не следует выскребать из нее остатки. Чтобы избежать неприятностей, раствор необходимо готовить в емкости, имеющей округлую цилиндрическую форму.
- Используя игольчатый валик, удаляют воздушные пузырьки и выравнивают стыки, появляющиеся между замесами.
- При проведении работы нужно помнить о том, что на заливку всей напольной поверхности отводится максимум 45 минут. За данный промежуток времени следует успеть применить игольчатый валик, чтобы удалить воздушные пузырьки из залитой смеси. В том случае, когда не удается завершить работу вовремя, происходит затвердевание и полимерный пол для гаража не удастся сделать качественно.
- Для того, чтобы этого не случилось, обустройство напольного покрытия нужно делать не одному, а с помощником. Через 24 часа после завершения нанесения смеси, по поверхности пола можно ходить. Полностью цементные наливные полы для гаража будут готовы не ранее 7 дней.
Нанесение защитного лака
С целью увеличения износостойкости напольной поверхности и защиты ее от механических нагрузок и химических воздействий производится нанесения слоя защитного лака. Благодаря этому срок эксплуатации пола можно значительно продлить.
Наносить лак следует не ранее, чем через 24 часа после завершения заливки покрытия, когда оно уже приобрело технологическую прочность. Расход данного материала на один «квадрат» составляет порядка 140−160 грамм.
После нанесения слоя защитного лака ходить по напольной поверхности разрешается не ранее, чем через 2 суток. Что касается нагрузки от веса автомобиля, то покрытие будет способно его выдержать по истечению 6 -7 суток.
Работа по обустройству наливного пола в гаражном строении отличается простотой и ее может выполнить каждый домашний умелец своими руками. Создавая самостоятельно долговечное покрытие, можно сэкономить немалую сумму денег.
Электролитические конденсаторы: устройство, виды, особенности эксплуатации, способы поиска неисправностей
В практической деятельности каждый электрик сталкивается с работой адаптеров, блоков питания, преобразователей напряжения. Во всех этих приборах широко используются электрические конденсаторы, которые на сленге часто называют «электролитами».
Их основное преимущество состоит в относительно большой величине емкости при сравнительно малых габаритах. К тому же их производство давно налажено, а стоимость относительно невелика.
Принципы устройства
Любой конденсатор состоит из двух обкладок, пространство между которыми заполнено диэлектриком.
Формула, показанная на картинке, напоминает, что емкость С зависит от площади каждой обкладки S, расстояния между пластинами d и диэлектрической проницаемости среды внутри их ε. Величина ε0 — это электрическая постоянная, определяющая напряженность электрического поля внутри вакуума.
Электролитический конденсатор отличается от всех остальных тем, что использует слой электролита, заполняющий пространство между двумя обкладками, чаще всего выполненными фольгированными пластинами. Причем одна из них покрыта небольшим диэлектрическим слоем оксидной пленки.
Электролит — раствор и вообще сложная жидкость, проводящая электрический ток. В аккумуляторах электролитом служит раствор серной кислоты (в свинцовых) или раствор едкого кали, либо едкого натра (в железоникелевых). В гальванических элементах электролитом служат также растворы каких-либо химических соединений (нашатыря, медного купороса и т. п.).
В электролитическом конденсаторе ленты из фольги складывают вместе, разделяя очень тонкой бумажной прокладкой, пропитанной электролитом. Ее величина около 1мкм позволяет значительно повысить емкость конденсатора. В приведенной выше формуле определения С толщина слоя диэлектрика d стоит в знаменателе.
Верхний слой фольги покрывают разделительной бумагой, а всю конструкцию сворачивают в рулон для помещения в цилиндрический корпус.
На концах фольги методами холодной сварки приваривают металлические пластины, обеспечивающие контакты для подключения к электрической схеме в качестве катода и анода. Причем положительный вывод образуется на пластине с оксидным слоем.
Роль катода выполняет электролит, который контактирует со всей поверхностью второй обкладки.
Поскольку емкость конденсатора зависит от площади пластин, то в технологию производства включен один из способов ее увеличения — это рифление поверхности со стороны электролита методами химического травления. Оно может выполняться за счет химической эрозии либо электрохимической коррозии.
Жидкие электролиты способны надежно затекать в созданные микроскопические углубления анода.
Оксидный слой на фольге создается во время электрического окисления. Этот процесс происходит при прохождении тока сквозь электролит. На картинке ниже показана вольт-амперная характеристика, демонстрирующая изменение токов внутри устройства при повышении напряжения.
Конденсатор нормально работает при номинальном напряжении и температуре. Если возникает перенапряжение, то возобновляется формирование слоя оксидов и начинает выделяться большое количество тепла, что ведет к газообразованию и повышению давления внутри герметичного корпуса.
Поэтому электролитические конденсаторы способны взрываться, что часто происходило со старыми конструкциями времен СССР, которые выполнялись единым корпусом без создания защиты от взрыва. Это свойство часто приводило к повреждению других, соседних элементов аппаратуры.
У современных моделей создается предохранительная мембрана, которая разрушается в начале газообразования и этим предотвращает взрыв. Ее изготавливают в виде насечек букв «Т», «Y» или знака «+».
Виды электролитических конденсаторов
По своей конструкции «электролиты» относятся к полярным устройствам, то есть, они должны работать при прохождении тока только в одну сторону. Поэтому их используют в цепях постоянного или пульсирующего напряжения с учетом направления прохождения электрических зарядов.
Для работы в цепях синусоидального тока созданы «неполярные электролиты». За счет дополнительных элементов в конструкции они при равной емкости обладают повышенными габаритами и, соответственно, стоимостью.
Электролитом между обкладками могут использоваться концентрированные растворы различных щелочей или кислот. По способу их наполнения конденсаторы подразделяют на:
В качестве материала анода может быть выбрана фольга из алюминия, тантала, ниобия или спеченный порошок. У оксидно-полупроводниковых конденсаторов катодом служит слой полупроводника, нанесенный непосредственно на оксидный слой.
Особенности эксплуатации
Способность электролитов выделять газы при нагреве диктует необходимость при работе конденсатора для обеспечения надежности создавать запас по номинальному напряжению до 0,5÷0,6 его величины. Особенно это актуально для использования в устройствах с повышенными температурами.
У конденсаторов, предназначенных для эксплуатации в цепях переменного напряжения, оговаривается рабочая частота. Обычно это 50 герц. Для работы с более высокочастотными сигналами необходимо снижать рабочее напряжение. Иначе возникнет перегрев диэлектрика и поломка, разрыв корпуса.
Электролиты с большой емкостью и малыми токами утечек способны длительно сохранять накопленный заряд. В целях безопасности для ускорения их разряда подключают параллельно выводам резистор с сопротивлением в 1 Мом и мощностью 0,5 Вт.
Для использования в высоковольтных устройствах применяют конденсаторы, собранные последовательными цепочками. Чтобы выровнять напряжение между ними на выводы каждого параллельно подключают резисторы с номиналом от 0,2 до 1 Мом.
При необходимости использования полярных электролитических конденсаторов в цепях переменного напряжения собирают схему, в которой ток через каждый элемент проходит только в одну сторону. Для этого используют диоды и токоограничивающий резистор.
Такие схемы раньше собирали для поворота фазы тока относительно напряжения при запуске мощных трехфазных асинхронных электродвигателей от однофазной сети. Сейчас этот вопрос уже теряет свою былую актуальность.
Отсутствие токоограничивающего резистора в такой цепочке приводит к перегреву диэлектрического слоя и выходу из строя электролитического конденсатора.
Жидкий электролит со времен высыхает через дефекты корпуса. За счет этого постепенно снижается емкость. Со временем она доходит до критического значения. Вышедший из рабочего состояния электролитический конденсатор чаще всего становится причиной поломки электротехнического прибора.
Неисправности конденсатора из-за нарушения эквивалентного сопротивления ESR
У электролитических конденсаторов есть еще одна техническая особенность, которая влияет на его характеристики при эксплуатации. Со временем работы у конденсатора постепенно снижается электрическая проводимость между обкладками и выводами за счет постоянно протекающих внутренних электротехнических процессов. Ее величину оценивают эквивалентным активным сопротивлением, которое обозначают индексом ESR. На русском языке называют ЭПС: эквивалентное последовательное сопротивление.
Эта возникающая паразитная характеристика не сказывается на работе электролитов в цепях с частотой до 50 герц, использующих выходную обмотку трансформатора, диодное выпрямление и конденсатор для сглаживания пульсаций. Но, в устройствах, использующих высокочастотные сигналы внутри импульсных блоков питания, такое добавленное активное сопротивление последовательно к емкости уже не позволяет работать схеме.
Конденсатор, обладающий повышенным ERS, ничем по внешнему виду не отличается от исправного. Просто его активное сопротивление увеличивается более одного Ома и может доходить до 10 Ом.
Способы определения
Промышленность выпускает приборы, позволяющие замерять эту величину на основе прототипа, изобретенного в России в 60-х годах. Они позволяют выполнять замеры без выпаивания конденсаторов из схемы, работают по принципу мостовых измерителей сопротивления для переменного тока.
Народные умельцы создают собственные упрощенные конструкции, позволяющие оценивать исправность конденсатора по этому параметру на основе определения активного сопротивления, превышающего 1 Ом. В качестве подобного индикатора можно собрать простой прибор, показанный на схеме.
Для его питания используется обычная пальчиковая батарейка. Светодиод своим свечением указывает пригодность электрического конденсатора по ERS-параметру за счет сравнения высокочастотных сигналов на тороидальном трансформаторе, приходящих от конденсатора и сформированного колебательного контура.
Изображение этой же схемы в несколько упрощенном виде показано ниже.
Испытуемый конденсатор подключают к обмотке, выполненной одним витком на трансформаторе из ферромагнитного сердечника с магнитной проницаемостью порядка 800÷1000. На этой обмотке напряжение не превышает 200 милливольт, поэтому можно оценивать характеристики электролита без выпаивания из платы.
Особой настройки такой индикатор не требует. Вполне достаточно проверить свечение светодиода на контрольном резисторе в один Ом и по нему ориентироваться в дальнейших замерах. Транзистор можно использовать любой, обладающий коллекторным током 100 мА и коэффициентом усиления больше 50.
Такой пробник будет неточно работать с конденсаторами, обладающими емкостью менее 100 мкФ.
Ионистор — суперконденсатор
Разновидностью конденсатора с электролитом, обеспечивающем протекание электрохимических процессов, является ионистор. Он использует эффект двойного электрического слоя, возникающего при соприкосновении материала обкладки с электролитом и объединяет функции конденсатора с химическим источником тока.
Его конструкция показана на картинке.
Здесь толщина образованного двойного слоя очень маленькая. Это позволяет значительно увеличивать емкость ионистора. Также у этих конденсаторов легче увеличить площадь контактируемой поверхности обкладок. Их делают из пористых материалов, например, активированного угля, вспененных металлов.
Емкость ионистора может достигать нескольких фарад при напряжении на обкладках до 10 вольт. Ее он набирает за короткое время и дальше надежно сохраняет. Поэтому эти модели используют для резервирования различных источников питания.
Условия эксплуатации сильно влияют на длительность работоспособного состояния ионистора. Если рабочая температура не превышает 40 градусов, а напряжение 60% номинального, то ресурс может составить более 40000 часов.
Стоит только увеличить его нагрев до 70 градусов, а напряжение — до 80%, как срок работы снижается до 500 часов. Ионисторы находят самое различное применение в быту. Они работают в комплектах солнечных батарей, автомобильной радиоаппаратуре, автоматике «умного дома».
Южнокорейский автомобильный производитель Hyundai Motor Company работает над выпуском автобусов с электроприводом, питающемся от ионисторов. Их заряд планируется выполнять во время кратковременных остановок на маршруте передвижения.
По своей сути этот вид транспорта полностью заменяет троллейбус, у которого исключается из работы вся контактная проводная сеть.
Конденсаторы для «чайников»
Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы. Это стандартный компонент схем, такой же, как сопротивление, который вы просто берёте с полки без раздумий. Мы используем конденсаторы для сглаживания пульсаций напряжения/тока, для согласования нагрузок, в качестве источника энергии для маломощных устройств, и других применений.
Но конденсатор – это не просто пузырёк с двумя проводочками и парой параметров – рабочее напряжение и ёмкость. Существует огромный массив технологий и материалов с разными свойствами, применяемых для создания конденсаторов. И хотя в большинстве случаев для любой задачи сгодится практически любой конденсатор подходящей ёмкости, хорошее понимание работы этих устройств может помочь вам выбрать не просто нечто подходящее, а подходящее наилучшим образом. Если у вас когда-нибудь была проблема с температурной стабильностью или задача поиска источника дополнительных шумов – вы оцените информацию из этой статьи.
Начнём с простого
Лучше начать с простого и описать основные принципы работы конденсаторов, прежде чем переходить к настоящим устройствам. Идеальный конденсатор состоит из двух проводящих пластинок, разделённых диэлектриком. Заряд собирается на пластинах, но не может перетекать между ними – диэлектрик обладает изолирующими свойствами. Так конденсатор накапливает заряд.
Ёмкость измеряется в фарадах: конденсатор в один фарад выдаёт напряжение в один вольт, если в нём находится заряд в один кулон. Как и у многих других единиц системы СИ, у неё непрактичный размер, поэтому, если не брать в расчёт суперконденсаторы, о которых мы здесь говорить не будем, вы скорее всего встретитесь с микро-, нано- и пикофарадами. Ёмкость любого конденсатора можно вывести из его размеров и свойств диэлектрика – если интересно, формулу для этого можно посмотреть в Википедии. Запоминать её не нужно, если только вы не готовитесь к экзамену – но в ней содержится один полезный факт. Ёмкость пропорциональна диэлектрической проницаемости εr использованного диэлектрика, что в результате привело к появлению в продаже различных конденсаторов, использующих разные диэлектрические материалы для достижения больших ёмкостей или улучшения характеристик напряжения.
Паразитные индуктивность и сопротивление реального конденсатора
С использованием диэлектриков в конденсаторах есть одна проблемка, наряду с тем, что диэлектрик с нужными характеристиками обладает неприятными побочными эффектами. У всех конденсаторов есть небольшие паразитные сопротивление и индуктивность, которые иногда могут влиять на его работу. Электрические постоянные меняются от температуры и напряжения, пьезоэлектричества или шума. Некоторые конденсаторы стоят слишком дорого, у некоторых существуют состояния отказа. И вот мы подошли к основной части статьи, в которой расскажем о разных типах конденсаторов, и об их свойствах, полезных и вредных. Мы не будем освещать все возможные технологии, хотя большинство обычных мы опишем.
Алюминиевые электролитические
Алюминиевые электролитические конденсаторы используют анодно-оксидированный слой на алюминиевом листе в качестве одной пластины-диэлектрика, и электролит из электрохимической ячейки в качестве другой пластины. Наличие электрохимической ячейки делает их полярными, то есть напряжение постоянного тока должно прикладываться в одном направлении, и анодированная пластина должна быть анодом, или плюсом.
На практике их пластины выполнены в виде сэндвича из алюминиевой фольги, завёрнутой в цилиндр и расположенной в алюминиевой банке. Рабочее напряжение зависит от глубины анодированного слоя.
У электролитических конденсаторов наибольшая среди распространённых ёмкость, от 0,1 до тысяч мкФ. Из-за плотной упаковки электрохимической ячейки у них наблюдается большая эквивалентная последовательная индуктивность (equivalent series inductance, ESI, или эффективная индуктивность), из-за чего их нельзя использовать на высоких частотах. Обычно они используются для сглаживания питания и развязывания, а также связывания на аудиочастотах.
Танталовые электролитические
Танталовый конденсатор поверхностного размещения
Танталовые электролитические конденсаторы изготавливаются в виде спечённого танталового анода с большой площадью поверхности, на которой выращивается толстый слой оксида, а затем в качестве катода размещается электролит из диоксида марганца. Комбинация большой площади поверхности и диэлектрических свойств оксида тантала приводит к высокой ёмкости в пересчёте на объём. В результате такие конденсаторы выходят гораздо меньше алюминиевых конденсаторов сравнимой ёмкости. Как и у последних, у танталовых конденсаторов есть полярность, поэтому постоянный ток должен идти в строго одном направлении.
Их доступная ёмкостью варьируется от 0,1 до нескольких сотен мкФ. У них гораздо меньше сопротивление утечки и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), в связи с чем они используются в тестировании, измерительных приборах и высококачественных аудиоустройствах – там, где эти свойства полезны.
В случае танталовых конденсаторов необходимо особенно следить за тем, чтобы они не вышли из строя — бывает, что в таком случае они загораются. Аморфный оксид тантала – хороший диэлектрик, а в кристаллической форме он становится хорошим проводником. Неправильное использование танталового конденсатора – например, подача слишком большого пускового тока может привести к переходу диэлектрика в другую форму, что увеличит проходящий через него ток. Правда, репутация, связанная с возгораниями, появилась у более ранних поколений танталовых конденсаторов, и улучшенные методы производства привели к созданию более надёжной продукции.
Полимерные плёнки
Целое семейство конденсаторов использует полимерные плёнки в качестве диэлектриков, а плёнка либо находится между витыми или перемежающимися слоями металлической фольги, либо имеет металлизированный слой на поверхности. Их рабочее напряжение может доходить до 1000 В, но высокими ёмкостями они не обладают – это обычно от 100 пФ до единиц мкФ. У каждого вида плёнки есть свои плюсы и минусы, но в целом всё семейство отличается более низкими ёмкостью и индуктивностью, чем у электролитических. Посему они используются в высокочастотных устройствах и для развязывания в электрически шумных системах, а также в системах общего назначения.
Полипропиленовые конденсаторы используются в схемах, требующих хорошей тепловой и частотной стабильности. Также они используются в системах питания, для подавления ЭМП, в системах, использующих переменные токи высокого напряжения.
Полиэстеровые конденсаторы, хотя и не обладают такими температурными и частотными характеристиками, получаются дешёвыми и выдерживают большие температуры при пайке для поверхностного монтажа. В связи с этим они используются в схемах, предназначенных для использования в некритичных приложениях.
Полиэтилен-нафталатовые конденсаторы. Не обладают стабильными температурными и частотными характеристиками, но могут выдерживать гораздо большие температуры и напряжения по сравнению с полиэстеровыми.
Полиэтилен-сульфидовые конденсаторы обладают температурными и частотными характеристиками полипропиленовых, и в дополнение выдерживают высокие температуры.
В старом оборудовании можно наткнуться на поликарбонатные и полистиреновые конденсаторы, но сейчас они уже не используются.
Керамика
История керамических конденсаторов довольно длинная – они использовались с первых десятилетий прошлого века и по сей день. Ранние конденсаторы представляли собою один слой керамики, металлизированной с обеих сторон. Более поздние бывают и многослойными, где пластины с металлизацией и керамика перемежаются. В зависимости от диэлектрика их ёмкости варьируются от 1 пФ до десятков мкФ, а напряжения достигают киловольт. Во всех отраслях электроники, где требуется малая ёмкость, можно встретить как однослойные керамические диски, так и многослойные пакетные конденсаторы поверхностного монтажа.
Проще всего классифицировать керамические конденсаторы по диэлектрикам, поскольку именно они придают конденсатором все свойства. Диэлектрики классифицируют по трёхбуквенным кодам, где зашифрована их рабочая температура и стабильность.
C0G лучшая стабильность в ёмкости по отношению к температуре, частоте и напряжению. Используются в высокочастотных схемах и других контурах высокого быстродействия.
X7R не обладают такими хорошими характеристиками по температуре и напряжению, посему используются в менее критичных случаях. Обычно это развязывание и различные универсальные приложения.
Y5V обладают гораздо большей ёмкостью, но характеристики температуры и напряжения у них ещё ниже. Также используются для развязывания и в различных универсальных приложениях.
Поскольку керамика часто обладает и пьезоэлектрическими свойствами, некоторые керамические конденсаторы демонстрируют и микрофонный эффект. Если вы работали с высокими напряжениями и частотами в аудиодиапазоне, например, в случае ламповых усилителей или электростатики, вы могли услышать, как «поют» конденсаторы. Если вы использовали пьезоэлектрический конденсатор для обеспечения частотной стабилизации, вы могли обнаружить, что его звук модулируется вибрацией его окружения.
Как мы уже упоминали, статья не ставит целью охватить все технологии конденсаторов. Взглянув в каталог электроники вы обнаружите, что некоторые технологии, имеющиеся в наличии, здесь не освещены. Некоторые предложения из каталогов уже устарели, или же имеют такую узкую нишу, что с ними чаще всего и не встретишься. Мы надеялись лишь развеять некоторые тайны по поводу популярных моделей конденсаторов, и помочь вам в выборе подходящих компонентов при разработке собственных устройств. Если мы разогрели ваш аппетит, вы можете изучить нашу статью по катушкам индуктивности.
Об обнаруженных вами неточностях и ошибках прошу писать через личные сообщения сайта. Спасибо.
Зачем нужны электролитические конденсаторы и как их менять
Их чего состоят
Больших емкостей можно добиться только с помощью химических источников. 
Электролитические конденсаторы очень близки к химическим источникам тока. У них, как и у аккумуляторов, есть катод, анод и электролит. А также те же самые недостатки, что и у аккумуляторов.
Поэтому, такие конденсаторы и называются электролитическими. Среди радиолюбителей и электронщиков они сокращенно называются электролитами.
Характеристики электролитического конденсатора
К характеристикам можно отнести емкость и рабочее напряжение. Они указаны на корпусе. 
Маркировки у электролитов по сути нет, основана информация указывается на корпусе. Микрофарады обозначаются µF, а рабочее напряжение в V.
А вообще, есть еще понятие ESR.
Рабочее напряжение ни в коем случае нельзя превышать.
Преимущества и недостатки
Преимущества электролитических конденсаторов:
- Большая емкость;
- Компактность.
- Со временем электролит высыхает, теряется емкость;
- Работает только на низких частотах;
- Ограничения по эксплуатационным условиям и риск вздутия/взрыва.
Разберём подробнее преимущества и недостатки электролитов.
Большая емкость
Электролитические конденсаторы обладают большой емкостью, и это их отличительная и самая главная особенность среди остальных конденсаторов.
Емкость обозначается в микрофарадах (мкФ), поскольку электролиты с меньшими значениями не выпускают.
Они обычно выпускаются от нескольких мкФ, до нескольких Ф (1 000 000 мкФ).
Компактность
Благодаря использованию химии, конденсаторы большой емкости намного компактнее, чем если бы их делали керамическими или пленочными.
Емкость конденсатора можно увеличить только за счет его обкладок, диэлектрика и геометрии. Поэтому электролиты лидируют по соотношению емкость/габариты.
Ионисторы
Разновидность электролитических конденсаторов — это ионисторы. Они обладают большей емкостью (например, 3000 Ф), и работают в основном как резервный или автономный низковольтный источник питания схемы. А также поддерживает схему в спящем режиме без другого источника. Их кстати в большей степени можно отнести к аккумуляторам. 
Высыхание электролита
Основная проблема таких конденсаторов – это высыхание электролита. Обычно такая проблема проявляется из-за того, что техникой долго не пользуются или нарушаются условия эксплуатации (перегрев корпуса). Из-за этого электролит начинает высыхать, поэтому происходит потеря емкости.
Можно восстановить емкость конденсатора путем разбавления засохшего электролита дистиллированной водой (как аккумулятор), но это не выгодно. Лучше и надежнее всего заменить старый на новый, аналогичный по параметрам.
Работа на низких частотах
Это скорее особенность, чем недостаток. Большие емкости — это высокое реактивное сопротивление для высоких частот.
Поэтому, такие конденсаторы используются в низкочастотных цепях. Например, в блоках питания в качестве фильтров и сглаживания пульсаций.
Когда конденсатор вздувается и взрывается
Всегда еобходимо соблюдать полярность подключения.
Конденсаторы, как и аккумуляторы, могут вздуваться и взрываться. Иногда это происходит из-за неправильного включения или перегрева.
Если вы подключите минус источника к плюсу конденсатора и плюс источника к минусу конденсатора, то сразу же начнется вскипание электролита. Такой эффект возникает из-за обратной химической реакции. Конденсатор может взорваться.
В старых конденсаторах типа К-50 корпус монолитный, и он взрывался громко и достаточно разрушительно.
В современных электролитах на корпусе есть небольшой надрез, который в случае вскипания электролита позволяет горячему пару выйти наружу. 
Иногда они просто вдуваются без нарушения герметизации, а бывают и такие случаи, когда конденсатор полностью теряет герметичность.
Тем не менее, надрез на корпусе значительно уменьшил взрывы, поэтому конденсаторы теперь чаще вздуваются, а не взрываются.
На корпусах современных конденсаторов вертикальной чертой указывается минусовой контакт.
Внимательно устанавливайте и записывайте прежнее положение, ибо многие производители ставят свои обозначения.
Например, среди радиолюбителей обычно минусовые контакты рисуют в виде квадрата. 
А производители печатных плат наоборот, рисуют квадратные контактные площадки под плюс конденсатора. И то, так делают не все.
Так как есть такая путаница среди и радиолюбителей и производителей, всегда обращайте на то. где указан плюсовой контакт. И записывайте прежнее положение детали, иначе это чревато взрывом.
Характерные признаки неисправности электролитов
К таким признакам можно отнести:
- Устройство не включается. Блок питания уходит в защиту или не запускается;
- Устройство включается, но сразу же выключается. Емкость конденсаторов высохла или потеряла свое прежнее значение, поэтому блок питания уходит в защиту;
- Перед неисправностью был писк в блоке питания. Обычно это означает, что конденсатор потерял герметичность и электролит начинает вытекать;
- Нет регулировки яркости в мониторе. Отсутствие нужной емкости приводит к нарушению работы всего устройства. Емкость в данном случае делает функцию настройки;
- Перед неисправностью был взрыв и неприятный запах. Неприятный запах – это электролит;
- Устройство включается через раз. Это значит, что есть большая вероятность протечки фильтра питания.
Внешние признаки неисправности электролитических конденсаторов:
- Вздутие корпуса;
- Повреждение корпуса:
- Наличие электролита под корпусом;
- Вздутие со стороны контактов (внизу корпуса, обычно еле заметно).
Также высокочастотные пульсации вредят электролитам. Поэтому чаще всего они выходят из строя в блоках питания, поскольку именно там много пульсаций. 
Правила работы с электролитами
Внимание! Перед тем, как прикоснуться к плате неисправного источника, убедитесь, что емкости разряжены. Даже если неисправен преобразователь, а не электролит, то конденсаторы могут быть заряжены. Им попросту некуда девать свой заряд. Поэтому первым делом аккуратно и не касаясь щупом мультиметра, измерьте емкости с высоким напряжением. Если они заряжены, разрядите их с помощью лампочки.
Как менять старый на новый
Среди электронщиков есть два мнения. Первое это то, что менять нужно неисправный старый конденсатор менять на такой же старый. Это объясняется тем, что вся работы схемы «привыкла» к старому конденсатору.
Но технически правильно и обоснованное мнение – это то, что нужно ставить только новый и только подходящий по параметрам конденсатор. Нет никакого привыкания схемы. Да, многие компоненты устарели и не могут работать как прежде, но у конденсатора по сути нет ничего того, что кардинально влияло бы на ухудшение работоспособности всех схемы. Устройство наоборот, будет работать лучше.
Меняйте старые конденсаторы на новые, максимально близкие по параметрам. Например, емкость можно взять чуть больше, если речь идет о блоке питания. А если это цепь настройки, то увеличив или уменьшив емкость, так можно повлиять на весь режим работы схемы. Нужно действовать по ситуации.
Ставить конденсатор с меньшими рабочим напряжением, чем в схеме, категорически нельзя. Он начнет нагреваться и взорвется. Да, многие разработчики считают с запасом, но лучше не рисковать.
Также не стоит забывать о таком параметре, как ESR (эквивалентное последовательное сопротивление).
