Устройство карниза крыши: конструктивные особенности и монтаж

Возведение крыши предполагает проведение ряда масштабных работ, которые достаточно ответственны и требуют кропотливого подхода. К их числу можно отнести, к примеру, устройство стропильной системы или кровельного пирога. Однако установка крыши на этом не завершается, так как следом приходит черед столь же важных, но более мелких мероприятий.

Чтобы полноценно защитить кровлю, стены и пограничное с фундаментом пространство, нужно разобраться, что это такое карниз крыши здания и для каких целей он служит.

Для чего нужен карниз крыши дома ↑

В архитектуре карнизы для дома (фото ниже) определяются как элементы кровельной конструкции, которые выступают за плоскость фронтальных стен и защищают их таким образом от воздействия атмосферных осадков. Свес карниза не дает проникнуть влаге и холоду в подкровельное пространство при сильном ветре.

Однако защитная не единственная функция, которую выполняет кровельный карниз. Под ним удачно скрываются малопривлекательные элементы несущей конструкции, а эстетичная обшивка придает крыше привлекательность.

Этот элемент обеспечивает дополнительную вентиляцию. Устройство принудительного воздухообмена на свесах кровли полностью безопасно, поскольку через данный воздуховод не может проникнуть ни грязь, ни влага. Существует несколько вариантов устройства вентиляции. Самый простой из них – зазор между стеной и свесом. Можно также установить решетки в профили обшивки или перфорированный материал при использовании софитов. Вентиляция через наружные карнизы помогает справиться с конденсатом, скапливающимся на верхних уровнях строений, к примеру, в банях или двухэтажных домах.

Карнизы зданий фактически продолжают крышу, поэтому помимо защиты кровли от разрушительного воздействия влаги. Устройство этой конструкции придает ей необходимую жесткость.

Карнизный свес кровли, как видно на фото, дополнительно поддерживает водосток, причем это касается как внутренней, так и наружной системы.

Конструкция ↑

Под карнизом кровли фактически поминают часть стропильных ног, выступающую за границы фасада здания. Иначе говоря, это свешенный наружу участок крыши.

В идеале его длина должна равняться 0,5–0,6 м. Если кровельная конструкция не позволяет обеспечить такую ширину свеса крыши, то прибегают к принудительному удлинению стропил, используя для этого кобылки.

Устройство карнизов и свесов возможно в двух основных вариантах:

простые; с выносом.

Фронтальные и боковые карнизы: преимущества и недостатки ↑

По месту расположения свесы делят на фронтальные и боковые. Устройство карниза крыши для каждого вида имеет определенные отличия.

Фронтальный. Он необходим для защиты фасадной части дома. Свес образуется боковыми краями наклонных кровельных скатов, поэтому на вальмовой крыше, имеющей четыре ската, таковой отсутствует.

Свес можно выполнить совместно со стропилами. Чтобы внешние стропила имели основу, необходимо вынести за стены несущие элементы, скажем, опорный коньковый брус и горизонтальные перекладины. Желательно, чтобы сечения горизонтальных брусков и стропил совпадали. Затем с торцов закрепляют карнизную доску.

Полученная конструкция будет достаточно надежной, чтобы обеспечить значительный вынос свеса (а он может в этом случае достигать 1 м) даже для кровель с тяжелым покрытием типа натурального шифера или керамической черепицы.

Еще один вариант устройства свеса на выпуске обрешетки. При этом стропила не выводятся за фронтонные стены. Этот вариант устройства больше подходит для покрытий из металлочерепицы, ондулина, битумной черепицы или других легких кровельных материалов. Фронтальный свес не должен быть слишком большим, чтобы избежать возможных прогибов. Обычно ширина карниза в этом варианте не более полуметра.

Боковой. Свес оформляют за счет стропил, выступающих за стены дома. Его глубина составляет порядка 0,5–0,7 м и рассчитывается индивидуально для каждого конкретного здания в зависимости от таких параметров дома, как его высота и ширина отмостки, а также климатических особенностей местности.

Эффективность функционирования кровли во многом обусловлена качеством обустройства карниза.

Виды по форме ↑

Укороченные. Это идеальное решение практически для всех типов крыш, включая нестандартные: шале, мансардные и другие. Коробочные. Устройство карниза крыши возможно на одно- или двухскатной, а также на вальмовой конструкции. Необходима внутренняя обшивка рубероидом и теплоизоляционным материалом. Подшитые. Это одно из возможных вариантов устройства для двухскатных и вальмовых крыш. Это доски, которыми обшивают выступающие стропила. Эти свесы можно подшивать как по вертикали, так и по горизонтали. Чаще всего их устанавливают на фронтон. Неподшитые. Они представляют собой продолжение скатов, поэтому составляют единое целое с кровельной поверхностью. Применимы для скатных и вальмовых крыш. Конструкцию не нужно дополнительно облицовывать.

Устройство ↑

Основные типы устройства ↑

Заподлицо. Концы стропильных ног не выходят за пределы несущих стен. Принудительное удлинение выполняют за счет сливной доски, закрепленной горизонтально к краю стропильных брусьев. На ней в дальнейшем будут установлены водосточные желоба. Для деревянного дома длина свеса должна превышать 55 см, для кирпичного – он может быть чуть короче. Такая конструкция имеет существенный недостаток, поскольку не позволяет полноценно защитить верхние участки стен от разрушения под воздействием влаги и низкой температуры. Закрытого типа. Подходит для стропил, на выступающей части которых с внутренней стороны имеются специальные пазы. Они нужны для фиксации элементов обшивки. Такой свес нужно обеспечить вентиляцией, особенно если на крыше обустроен теплый чердак. Открытый. Самый востребованный вариант в частном строительстве. Длина свеса варьируется в промежутке 50–60 см. При их устройстве желоба водостока проходят по его верхней кромке. Фронтонный. Здесь в принципе нет ограничений, все зависит от дизайнерской мысли. Единственное обязательное требование – обшить незащищенную поверхность карнизного свеса.

Как сделать монтаж карниза крыши своими руками – пошаговая инструкция

Роль качественной крыши в создании комфортной атмосферы в доме трудно переоценить. Хорошая, правильно собранная крыша защищает жилые помещения от любых погодных явлений и снижает теплопотери всего здания. При монтаже крыши нужно уделять внимание не только основным ее элементам, но и небольшим деталям – например, карнизам, которые продлевают срок службы кровли и увеличивают ее надежность. О том, как сделать карниз крыши своими руками, и пойдет речь в этой статье.

Устройство и назначение карниза крыши

Карниз кровли – это продолжение скатов в нижней их части. Карнизы формируются на этапе монтажа стропильной системы одним из двух способов: первый предполагает увеличение длины стропильных ног и их вынесение за пределы кровли, другой требует установки специальных кобылок. Верхняя часть карниза закрывается кровельным покрытием, а нижняя обшивается различными материалами. Именно устройство карнизного свеса крыши мы и рассмотрим в этой статье.

Собранный своими руками карниз крыши дома выполняет следующие функции:

Защита стен здания от влаги. Карнизы свешиваются над верней частью коробки здания, закрывая стены от стекающей с крыши воды и грязи. Это позволяет продлить срок службы конструкции и сохранить ее визуальные качества.
Защита фундамента здания от подмывания. Карнизные свесы выходят за пределы кровли и периметра фундамента, поэтому вода и снег, устремляясь вниз с крыши, падают на некотором удалении от здания. В результате отмостка и фундамент здания получают неплохую защиту от размытия.
Повышение визуальных характеристик здания. Свесы карнизов придают всей кровле законченный вид. Правильно подобрав материалы и немного подумав над дизайном карнизов, можно добиться весьма гармоничной архитектурной картины.

Монтаж карниза крыши требуется в обязательном порядке при монтаже любого типа кровли. Конечно, визуальными характеристиками иногда можно пренебречь, но практические функции карнизов слишком важны, и игнорировать их нельзя.

Виды карнизов кровли

Перед тем, как выполнить монтаж карниза крыши своими руками, нужно изучить все их виды, особенности и технологию монтажа. Когда теоретические аспекты будут изучены, останется лишь воплотить спроектированную задумку в жизнь – а это достаточно просто, учитывая незамысловатость конструкции карнизов.

Все карнизы делятся на две основных категории:

Фронтонные. Как понятно из названия, данный вид карнизных свесов монтируется на сторонах с фронтонами. Необходимо понимать, как сделать карниз на фронтоне правильно. Длина фронтонных карнизов обычно невелика, а их формирование происходит за счет элементов обрешетки и лобовой доски, обеспечивающей карнизу необходимую форму.
Карнизные. Такие карнизы располагаются под скатами крыши. Карнизными свесами принято считать участки крыши, которые выходят за пределы периметра стен. Длина карнизных свесов достаточно велика – эти элементы необходимы для защиты стен от воздействия стекающей с крыши воды.

Перед тем, как сделать карниз дома своими руками, нужно рассчитать приходящуюся на него нагрузку. Свесы располагаются в нижней части ската, поэтому снеговая нагрузка на них минимальна, но есть дополнительные элементы (например, водосточная система или снегозадержатели), которые меняют распределение нагрузок.

Способы формирования карнизов – как можно сделать

Для обустройства карнизных свесов можно воспользоваться одним из следующих способов:

Удлинение стропил. Этот способ отличается предельной простотой. Карнизы в данном случае формируются за счет длинных стропильных ног, края которых выступают за пределы скатов. Чтобы увеличить длину свеса, достаточно подобрать для стропил брусы большей длины. Основная проблема такой конструкции заключается в увеличении веса стропильной системы, которая сильнее воздействует на фундамент.
Удлинение стропил кобылками. Такой способ формирования карнизных свесов несколько сложнее предыдущего, но тоже очень прост. В данном случае края стропил удлиняются при помощи кобылок – наращиваемых элементов, которые обычно делаются из более тонких досок. Использование кобылок позволяет уменьшить общий вес конструкции.

Выбор способа формирования карниза зависит от параметров кровельной конструкции и длины скатов. Если планируемая длина скатов составляет менее 6 м, то вполне можно использовать метод удлинения стропил – стандартных 6-метровых досок будет вполне достаточно, а их суммарный вес не перегрузит крышу. Во всех остальных случаях будут вполне целесообразными кобылки.

Выбор размера карниза дома

Чтобы карниз крыши из металла мог эффективно выполнять свои функции, необходимо правильно рассчитать его размер. Слишком узкий карниз обязательно станет причиной сокращения срока службы основного элемента здания – фундамента.

Подбирая длину карниза, нужно отталкиваться от следующего ряда факторов:

Климатические условия. Количество осадков нужно учитывать в первую очередь. Зависимость размеров карниза от уровня осадков прямая – для более снежных регионов нужен свес большей длины. Минимальный вынос карниза за пределы скатов составляет около 50 см. Максимальная длина свеса не ограничивается, но делать ее больше 1 метра бессмысленно – таких размеров хватит для самых снежных регионов.
Угол наклона скатов. Для крутых скатов требуются более широкие карнизы – вода и снег в таком случае падают на небольшом расстоянии от стен, поэтому их нужно защищать. Если же скаты расположены под небольшим углом, то карниз может быть и поменьше.
Пропорции здания. Большая ширина карниза крыши дома в сочетании с пологой кровлей визуально делают дом более низким. Карнизы небольшой ширины, установленные на крутой кровле, дают обратный эффект – здание в итоге кажется более высоким.

Как обшить карниз своими руками

Готовые карнизные свесы необходимо подшить – это позволит всей конструкции полноценно выполнять свои функции и хорошо выглядеть. Перед тем, как обшить карниз крыши, нужно определиться с технологией этого процесса и выбрать подходящий материал.

Подшивка карниза крыши своими руками может выполняться по двум технологиям:

Прямая подшивка. Такой метод подшивки подразумевает создание короба, который расположен под прямым углом относительного стены здания. Именно к этому коробу и крепится материал обшивки. Данный способ довольно прост, но требует дополнительных затрат на стройматериалы.
Диагональная подшивка. Карнизы подшиваются так, чтобы материал обшивки располагался параллельно скатам крыши. Такой способ отлично подходит для подшивки крутых крыш с небольшой длиной ската. Усилий для диагонального метода требуется больше, чем для прямой подшивки, но в большинстве случаев они будут оправданы.

Основа для карнизных свесов закладывается в самом конце работ по монтажу стропильной системы. Когда обрешетка готова, стропила выравниваются по одному уровню, после чего к ним можно крепить ветровую доску.

Материалы для монтажа карниза

Подшивка карниза кровли может выполняться при помощи следующих материалов:

Доски. Для подшивки карнизных свесов очень часто используются обычные обрезные доски. Достоинства этого материала очевидны – небольшая стоимость, малый вес и простота монтажа. Впрочем, есть и недостаток, причем существенный – деревянные элементы подвергаются воздействию влаги и активно гниют. Чтобы подшивка прослужила хотя бы какое-то время, ее нужно регулярно покрывать защитным слоем краски, и даже в этом случае дерево будет разрушаться, поэтому через несколько лет придется подшивать карнизы заново.
Сайдинг. Подшивка карниза сайдингом – решение очень хорошее. В арсенал достоинств данного материала входит простота монтажа, способность выдерживать любые погодные факторы, длительный срок службы и хорошие визуальные показатели. Основной проблемой, возникающей при использовании сайдинга, является нарушение вентиляции кровли, из-за чего стропильная система начинает разрушаться.
Софиты. Софиты – это материал, разработанный специально для подшивки карнизов. Отличительная особенность софитов – перфорированная поверхность, которая пропускает воздух, но препятствует прохождению влаги. Учитывая важность вентиляции для сохранения кровли в рабочем состоянии, такому материалу стоит отдать предпочтение. К тому же, большая ширина софитов существенно упрощает монтаж.

Заключение

Сделать карниз дома своими руками несложно – достаточно лишь разобраться в их видах, подобрать оптимальный материал и изучить технологию монтажа. Грамотно созданные карнизные свесы с хорошей вентиляцией будут надежно защищать кровлю от преждевременного разрушения.

Устройство узла карниза скатной кровли

Любая кровля дома сопровождается устройством карниза. Даже плоская крыша, которая выполняется с использованием рулонных материалов, обустраивается карнизом. Его устройство необходимо для исключения попадания воды в подкровельное пространство во время дождя. Исключением могут стать крыши, которые оборудованы парапетом.

Карниз устанавливается для того, чтобы исключить попадание влаги в подкровельное пространство.

Помимо своих функциональных обязательств, карниз выступает в качестве завершающей отделки кровельной конструкции, так как после окончания подшивки закрываются внутренние составляющие стропильной системы. Для обеспечения более эффективной защиты стропила основания кровли дома выводятся за пределы стен на отрезок, составляющий 50 см. В некоторых случаях этот показатель может быть ненамного увеличен.

Свойства кровельных свесов

Внутреннее устройство карниза крыши. Для изготовления короба следует отобрать не витые ровные доски без коры и сучков в больших количествах.

В некоторых случаях конструкция стропильной системы не оборудуется выступами, выходящими за стены дома. При этом применяется способ, который подразумевает принудительное удлинение стропил за счет специальных элементов, которые получили название кобылок.

Стоит отметить, что нельзя забывать о защите фронтона здания, которая обеспечивается за счет устройства карниза. Ширина свесов, обеспечивающих защиту фронтона дома, не должна быть менее чем 500 мм. При этом на край кровли устанавливается доска карнизного типа. Нижняя часть конструкции карнизов нуждается в обязательной обшивке. Узлы карниза чаще всего обшиваются доской.

Важно помнить, что конструкция скатного и фронтального карниза разительно отличается друг от друга.

Виды карнизных свесов

Схема устройства карнизного свеса: 1- стропило, 2 — доски карнизного свеса, 3 (4) — опорная доска для софитов, 5 — софит, 6 (7,8) — обрешетка , 9 — водосточный желоб, 10 — капельник, 11 — карнизная планка (фартук).

За всю историю строительства домов было придумано огромное количество разновидностей свесов, которые были успешно применены на практике. К основным видам относятся:

Неподшитые свесы – используются при устройстве вальмовой кровли дома и для скатной, и для двускатной конструкции.
Подшитые свесы – тоже чаще всего применяются на вальмовых крышах и широко востребованы при устройстве кровли двускатной конструкции.
Коробчатые карнизные свесы – используются при обустройстве односкатной и ломаной кровли.
Укороченные карнизные узлы кровли применяются абсолютно на каждом типе конструкции.

Датская крыша также будет хорошо смотреться с такими карнизами.

Разновидности карнизных свесов

Узел карниза кровли дома подбирается в зависимости от особенностей климата в регионе, в котором ведется строительство.

Узлы карнизных свесов могут иметь несколько видов. Поэтому очень важно остановиться более подробно на особенностях их конструкции.

Схема монтажа карнизного свеса при наличии лобовой доски.

Карнизный свес, который выполняется заподлицо, устраивается в тех случаях, когда стропильная система не выводится за переднюю границу стены. Для этого требуется укрепление края стропил с помощью сливной доски, которая располагается в горизонтальном положении. Это делается для того, чтобы обеспечить защиту фронтона дома от проникновения влаги. При этом также обеспечивается крепление системы водосточных желобов. Помимо этого, такие конструктивные особенности придают ломаной кровле оригинальность.

Несмотря на преимущества, данный узел имеет один недостаток, который заключается в незащищенности верхней части стены от попадания воды. Узел свеса, выполненного заподлицо, имеет длину, которая составляет не менее 50 см. Если же он устраивается в сооружениях из кирпича или панелей, можно сделать выступ с меньшей длиной.

Схема монтажа карнизного свеса без лобовой доски.

Если при строительстве фронтона стены дома допущен выпуск затяжек за ее линию, рекомендуется устройство карнизов, которые помогут предотвратить образование на чердаке сквозняков и не допустят задувания в щели конструкции стены снега.

Отсутствие выступов стропильных ног ломаной крыши за линию стен замещается удлинением кобылок, в качестве которых используются обрезки бруса. Их прикручивают или прибивают к стропильным торцам. После этого к обрезкам прикрепляется карнизная доска.

Узлы карнизных свесов открытого типа образовываются при выступе основных стропил двускатной кровли за пределы фронтона здания. В этом случае сопряжение водосточной системы производится к боковой части стропил или к ее верхним кромкам. Конструктивные особенности, которыми обладает данный узел, позволяют использовать его при строительстве ломаной крыши в частных домах.

Карнизные узлы закрытого типа образуются во время закрытия стропил, выступающих за фронтонную часть, свесом. Для этого используется специальный паз с внутренней стороны, в который вставляются элементы обшивки.

Узел фронтона может быть устроен не только заподлицо, но и выступая за пределы стен. Выбор способа зависит лишь от желания хозяина дома и идей дизайнера, в любом случае он будет верным. Независимо от того, какой способ будет выбран, в обязательном порядке обшивается та часть скатной кровли, которая ничем незащищена.

Список материалов и инструментов для обшивки свесов

Выбор материалов

Чаще всего узлы карнизов двускатной кровли обшиваются доской, изготовленной из хвойных пород дерева, так как этот материал считается наиболее предпочтительным. При выборе материала необходимо обратить внимание на его влажность. Слишком влажный материал со временем способен деформироваться, что испортит внешний вид свеса.

Схема монтажа карнизного свеса шириной более 45 см.

Стоит обратить свое внимание на толщину деревянной обшивки, которая должна быть не менее 17 мм и не более 22 мм. А ширина и длина доски подбирается индивидуально. Сопряжение обшивки производится с обеих сторон. Это не касается досок, имеющих длину более 6 м. В этом случае сопряжение выполняется с шагом, равным одному метру длины материала, используемого для обшивки.

Доски, которыми обшиваются узлы карнизов двускатной кровли, должны обрабатываться водонепроницаемым составом. Делается это перед началом работ. Для этого применяется специальная краска или лак, предназначенный для обработки дерева. Деревянную обшивку необходимо обрабатывать каждые 2-3 года. Только в этом случае она сможет прослужить длительное время. Кроме досок, для обшивки можно использовать и другие строительные материалы:

Схема подшивки карнизного свеса.

Оцинкованные стальные листы. При обшивке кровельных карнизов используется сталь, толщина которой не должна превышать 0,8 мм. Кроме обычной стали, могут быть использованы металлические листы, имеющие перфорацию. Чтобы обрезать такой материал, используют специальное оборудование. После того как листы будут готовы, их покрывают краской во избежание коррозии.
Алюминиевые листы. Их толщина не должна превышать 6 мм, а ширина – 30 см. Для сопряжения листов используются специальные защелки.

Для обшивки свесов понадобится стандартный набор инструментов, используемых при устройстве кровли:

строительный уровень или отвес;
молоток;
рулетка;
шуруповерт;
крепежные элементы;
карандаш;
строительная угловая линейка.

Устройство вентиляционной системы

Пример обшивки карнизного свеса сайдингом является одним из самых популярных материалов, наряду с деревом.

Каждый узел карнизов необходимо обеспечить качественной вентиляцией. Ее устраивают независимо от того, какие конструктивные особенности имеет определенный узел карниза. Выпускные отверстия должны иметь диаметр, который равен 1/400 от той площади, которую необходимо вентилировать. Если все расчеты будут выполнены правильно, в том числе и сопряжения деталей карниза, то воздух будет проникать в эти отверстия и выходить сквозь щели, расположенные в кровельном коньке.

Устройство вентиляции пространства, расположенного под кровлей, помогает избежать порчи несущей стропильной конструкции. К тому же качественная вентиляция обеспечит чердачное помещение отличным внутренним микроклиматом.

Способы укрепления карниза

Если узел будет неправильно установлен, а сопряжение его обшивки будет выполнено не по правилам, карниз начнет деформироваться и отвисать под действием ветра и снежной нагрузки. Чтобы избежать подобных неприятностей, нужно, чтобы было обеспечено правильное сопряжение обшивки свеса со стропильной системой кровли.

Для обеспечения более эффективной защиты карниза необходимо как можно тщательнее крепить соединительные элементы стропильной системы.

Для предотвращения закупорки системы водостока на участке крыши, который расположен перед свесом, требуется установить нагревательную систему. Это обеспечит моментальное таяние снега, который в дальнейшем будет спущен в сливную канализацию. За счет этого значительно снизится нагрузка на карниз крыши.

Устройство карниза крыши: конструктивные особенности и монтаж

Строительство крыши подразумевает проведение ряда больших работ, которые достаточно ответственны и просят тщательного ухода подхода. К их числу можно отнести, например, приспособление системы стропил или пирога кровли. Однако установка крыши на этом не заканчивается, так как следом приходит черед так же главных, но более очень маленьких мероприятий.

Чтобы полностью обезопасить кровлю, стены и пограничное с основанием пространство, необходимо разобраться, что это такое карниз крыши строения и для какой цели он служит.

Зачем нужен карниз крыши дома

В архитектуре карнизы для дома (фото опубликовано ниже) определяются как детали кровельной системы, которые поддерживают поверхность фронтальных стен и оберегают их аналогичным образом от влияния гидрометеоров. Карнизный свес не даёт попасть влаге и холоду в пространство между гидроизоляцией и кровельным материалом при крепком ветре.

Однако защитная не только одна функция, которую делает кровельный карниз. Под ним положительно прячутся малопривлекательные детали несущей конструкции, а эстетичная обшивка придаёт крыше притягательность.

Такой элемент обеспечивает добавочную вентиляцию. Приспособление принудительного обмена воздуха на свесах кровли полноценно безопасно, потому как через этот воздуховод не может попасть ни грязь, ни влага. Есть пару вариантов устройства вентиляции. Довольно обычный из них – просвет между поверхностью стены и свесом. Можно тоже установить решётки в профиля обшивки или перфорированный материал при применении вертикальных сайдингов. Система вентиляции через внешние карнизы помогает управиться с влагой, скапливающимся на верхних уровнях зданий, например, в банях или двухэтажных домах.

Карнизы строений практически продолжают крышу, благодаря этому кроме защиты кровли от разрушающего влияния влаги. Приспособление такой конструкции придаёт ей надлежащую жесткость.

Свес карниза кровли, как видно на фото, дополнительно поддерживает водоотвод, причем это касается как внутренней, так и наружной системы.

Конструкция

Под карнизом кровли практически поминают часть стропил, выступал за границы фасада дома. Говоря по другому, это свешенный наружу участок крыши.

В совершенстве его длина должна равняться 0,5–0,6 м. Если конструкция кровли не дает возможность обеспечить такую ширину свеса крыши, то прибегают к принудительному удлинению стропильных систем, применяя для этого кобылки.

Приспособление карнизов и свесов возможно в 2-ух главных вариациях:

обыкновенные;
с выносом.

Предлагаем
Многие советуют подобрать для устройства первый вариант. Самое первое, сделать вынос карниза тяжелее и, второе, он способно создать некоторые неудобства – шумового фона, которым в большинстве случаев сопровождается шквальный ветер.

Фронтальные и боковые карнизы: плюсы и минусы

По месту размещения свесы разделяют на фронтальные и боковые. Приспособление карниза крыши для любого вида имеет некоторые отличия.

Фронтальный. Он нужен для спасения части фасада дома. Свес появится боковыми краями наклонных скатов кровли, благодаря этому на четырехскатной крыше, имеющей 4 ската, такой отсутствует.

Свес можно сделать вместе со стропильными системами. Чтобы наружные стропильные системы имели основу, нужно вынести за стены несущие детали, скажем, опорный коньковый брус и горизонтальные перекладины. Будет лучше, чтобы сечения горизонтальных брусков и стропильных систем совпадали. После с торцов прикрепляют карнизную доску.

Полученная конструкция будет довольно хорошей, чтобы обеспечить существенный вынос свеса (а он может в данном варианте достигать 1 м) даже для кровель с тяжёлым покрытием типа настоящего асбоцементного листа или черепицы на керамической основе.

Еще 1 вариант устройства свеса на выпуске обрешетки. При этом стропильные системы не выводятся за фронтонные стены. Данный вариант устройства лучше подходит для покрытий из кровельной черепицы из металла, битумного шифера, штучной мягкой кровли или других легких материалов для кровли. Фронтальный свес не обязан быть очень уж большим, во избежание допустимых прогибов. В большинстве случаев ширина карниза в данном варианте не больше полуметра.

Боковой. Свес оформляют за счёт стропильных систем, выступал за стенки дома. Его глубина составляет порядка 0,5–0,7 м и рассчитывается персонально для любого определенного строения в зависимости от этих параметров дома, как его ширина и высота отмостки, а еще особенностей климата местности.

Главное
Ширина свеса карниза крыши может быть и больше, но никак не менее. Приспособление карниза крыши, меньшего по размерам, стандартное, принесёт владельцам множество неудобств. Если не обеспечить ветрозащиту стены на высоком уровне, то она намокнет от косых дождевых струй.

Результативность функционирования кровли в большинстве случаев вызвана качеством благоустройства карниза.

Виды по форме

Короткие. Это прекрасное решение почти что для самых разных типов крыш, включая оригинальные: шале, мансардные и остальные.
Коробочные. Приспособление карниза крыши возможно на одно- или щипцовой, а еще на четырехскатной конструкции. Нужна обшивка внутри рулонным кровельным материалом и материалом для теплоизоляции.
Подшитые. Это одно из допустимых вариантов приспособления для щипцовых и крыш с четырьмя скатами. Это доски, которыми зашивают выступающие стропильные системы. Эти свесы можно подшивать как в вертикальном положении, так и в горизонтальном положении. Очень часто их ставят на щипец.
Неподшитые. Они собой представляют продолжение скатов, благодаря этому составляют одно целое с поверхностью кровли. Применимы для скатных и крыш с четырьмя скатами. Конструкцию не надо дополнительно декорировать.

Приспособление

Главные типы устройства

Заподлицо. Кончики стропил не выходят за пределы несущей стены. Понудительное удлинение исполняют за счёт сливной доски, закрепленной в горизонтальном положении к краешку стропильных брусьев. На ней в последующем будут установлены желоба для водостока. Для дома из дерева длина свеса должна превосходить 55 см, для кирпичного – он может быть чуть короче.
Эта конструкция имеет серьёзный недостаток, потому как не дает возможность полностью обезопасить верхние участки стен от разрушительных процессов под влиянием влаги и невысокой температуры.
Закрытого типа. Подойдет для стропильных систем, на выступающей части которых изнутри есть особые пазы. Они необходимы для фиксирования обшивочных элементов. Такой свес необходимо обеспечить вентиляцией, тем более если на крыше обустроен тёплый чердачный этаж.
Открытый. Очень популярный вариант в приватном строительстве. Длина свеса меняется в промежутке 50–60 см. При их устройстве водосливные желоба проходят по его верхней кромке.
Фронтонный. Тут как правило отсутствуют ограничения, все может зависеть от мысли дизайнера. Только одно обязательное условие – обшить незащищенную поверхность свеса карниза.

Как применяется карбид кальция для сварки, из чего он сделан

Карбид кальция CaC₂– один из символов детства советских хулиганов. Данное вещество применяется в газовой сварке, поскольку обеспечивает выделение огромного количества горючего газа ацетилена.

При погружении в воду карбид выделяет ацетилен, который является горючим компонентом при газовой сварке. Ацетилен в смеси с кислородом горит при температуре 3150°C градусов, что выше температуры плавления большинства металлов и сплавов. Использование такой технологии позволяет сваривать простую и нержавеющую сталь, цветные металлы, для сварки которых электродуговой сваркой потребовались бы специальные электроды с высокой стоимостью. Ацетилен позволяет производить резку металла, особенно толстостенного листа и фасонного проката, который невозможно разрезать болгаркой.

Впервые карбид кальция был изготовлен немецким химиком Фридрихом Велером в 1862 году путем нагревания кальций-цинкового сплава в угольной среде.

При помещении карбида в воду происходит образование гашеной извести и газа ацетилена. Реакция 1 кг чистого карбида с 0,56 л. воды образуется 1,16 кг извести и 372 л. ацетилена.

В виде химической формулы реакция записывается так: СаС₂ + Н₂О = С₂Н₂ + Ca(ОН).

Теоретически, карбид разводится водой в соотношении 2:1, однако на практике используется 1 кг карбида заливается 2-4 литрами воды, чтобы избежать взрыва.

Метод производства

Карбид производится в электропечах путем сплавления (прокаливания) смеси кокса и оксида кальция (негашеной извести) при температуре от 1900°C до 2300°C. Резкий и неприятный чесночный запах карбида и вырабатываемого ацетилена вызван содержанием в карбидной смеси примесей фосфидов и сульфатов кальция.

Процесс осуществляется в несколько этапов:

Производится обжиг известняка.
Из обработанной извести и кокса создается порошкообразная смесь — шихта.
Полученная смесь прокаливается в электродуговой печи до состояния расплава.
Образовавшиеся бруски карбида дробятся для получения нужной фракции.

Средняя плотность карбидного вещества составляет 2,2 г/см 3 . В зависимости от содержания примесей, цвет карбида может быть темно-коричневым или темно-серым.

Конечный продукт состоит из 75-78% CaC₂, остальное составляет известь и примеси. Гранулы карбида существуют разных размеров: 2×8; 8×15; 15×25; 25×80 мм. Большие гранулы обеспечивают получение большего количества ацетилена, но увеличивают время реакции. Если гранулы 8х15 и 15х25 мм разлагаются за 5-6 минут, то для разложения гранул 25х80 мм требуется более 10 минут.

Применение при сварочных работах

Хранение карбида осуществляется в специальных стальных баках объемом 100 или 130 литров. Открытие этих баков должно производиться только при отсутствии огня или искр в близости от них деревянным молотком и латунным зубилом. Неиспользованный карбид в банке закрывается водонепроницаемой крышкой.

Ацетилен для сварочных работ вырабатывается из карбида в генераторе стационарного или мобильного типа и разного объема. Средний объем ацетиленовых генераторов рассчитан на прием от 5 до 15 литров воды и, соответственно, 2-5 килограммов карбида. Выход ацетилена считается несколько ниже теоретического и принимается равным 260-280 литров с одного килограмма CaC₂. Рекомендуется использовать карбид крупной фракции – 80 мм

Принцип использования ацетилена для сварочной работы таков:

Из одного килограмма карбида выделяется около 250 литров ацетилена, а на разложение килограмма карбида уходит 3-4 литра воды. Зная эти пропорции, вычисляют необходимый объем воды и количество вещества.
В промышленных генераторах, рассчитанных на долгий и равномерный процесс использования, карбид дозировано загружается в газообразующую камеру через специальный бункер в автоматическом режиме. В генераторах, которые используются для ненормированных объемов работ, карбид погружается в воду в специальной корзине. Объем вырабатываемого ацетилена регулируется погружением или подъемом корзины.
При подаче очередной порции карбида и начале реакции в камере возрастает давление, снижение которого производится активным выпуском ацетилена в горелку.
Ацетилен через отборник по шлангу подается в газовую горелку. Горелка должна находиться от генератора на расстоянии не менее 10 метров.
Гашеная известь, образующаяся в процессе реакции (около 1,2 кг на каждый килограмм карбида), удаляется из генератора через отдельный бункер.

Читайте также:

Срок службы поликарбоната

В газовой сварке главным плюсом применения карбида является его низкий вес и небольшой вес применяемого оборудования. Газовые баллоны для ацетилена очень тяжелые, их необходимо перемещать на специальной тележке или в 2-3 пары рук. Средний же генератор весит 15-20 кг, что позволяет без особых усилий перемещать его в одиночку или с одним помощников. При перемещении сухого карбида достаточно соблюдать элементарные правила хранения – избегать попадания влаги на вещество и попадание мелкой карбидной пыли на кожу и в глаза.

Техника безопасности

Карбид для сварки относится к классу взрывоопасных веществ. Безопасное применение карбида обеспечивается учетом ряда условий:

Ацетилен является легковоспламеняющимся газом, а сам сухой карбид также взрывоопасен, поэтому возле места проведения работ не должно быть источников открытого огня, даже таких незначительных, как зажигалки и зажженные сигареты.
Запрещено использование карбида в гранулах до 2 мм или карбидной пыли, так как она растворяется очень быстро, что приводит к выделению большого количества газа. Из-за этого в генераторе образуется сверхвысокое давление и может произойти взрыв.
Запрещена работа болгаркой или электросварочным аппаратом вблизи газосварочных работ и мест установки карбидных барабанов.
Вещество должно храниться в сухом и герметичном месте, в котором нет водопроводов, канализационных труб и, тем более, газового оборудования.
Карбидная пыль при попадании вызывает раздражение кожи, глаз, слизистых оболочек. Работа с этим веществом должна проходить с применением средств индивидуальной защиты – очков, перчаток и респиратора.
При попадании карбида на кожу или в глаза его необходимо промыть большим количеством теплой воды, а затем аккуратно удалить остатки карбида пинцетом или влажным тампоном.
При работе с карбидом в мастерской все сварочное оборудование должно быть размещено в отдельных частях помещения, система вентиляции помещения должна обеспечивать отвод горючих газов, а помещение должно быть освобождено от горючих материалов.

Ацетиленовые генераторы запрещено устанавливать в подвальных помещениях и жилых зданиях.
Перед запуском генератор следует осмотреть на предмет отсутствия видимых трещин и вмятин корпуса.
Во время проведения работ генератор должен оставаться в вертикальном положении, манометр должен быть исправен и хорошо виден сварщику или его помощнику.
По окончании работы оставшийся в генераторе раствор карбида должен быть выработан целиком, а образовавшаяся известь утилизирована.
Повторное использование мокрых кусков карбида не допускается;
Запрещено вскрывать генератор под давлением (во время продолжающейся реакции).
Баллоны для ацетилена хранятся и перевозятся со специальными предохранительными колпаками на клапанах.

Соблюдение этих простых правил позволит обеспечить собственную безопасность и безопасность людей, находящихся вблизи объекта работ.

Карбид следует покупать в проверенных магазинах сварочного оборудования, поскольку приобретение некачественного карбида может затруднить проведение сварочных работ. Можно также заказать его в интернет-магазинах. Цена карбида варьируется от 75 до 190 рублей за килограмм, в зависимости от производителя.

Если имеется необходимость в регулярном использовании оборудования для газовой сварки и резки, лучше купить профессиональное оборудование, изготовленное на промышленном предприятии. Применение самодельных генераторов чревато получением тяжелых травм и угрозой для жизни.

Что такое карбид? Описание, особенности, применение и цена карбида

Что такое карбид?

Самодельные бомбы. Вот, что приходит на ум первым делом, когда слышим слово карбид. И нет, занимались производством этих опасных игрушек не предприятия оборонной промышленности, а, как правило, мальчишки, лет так десяти.

Лет двадцать назад это было излюбленное развлечение у подростков. Это сейчас все сидят за своими планшетами, а тогда миром правил пытливый ум ребенка, который норовил все испробовать на практике.

Для того, чтобы почувствовать себя Рембо, требовалось раздобыть один чудо-камешек. Находили их дети чаще всего на стройках. А дальше все было просто: пластиковый сосуд, камень, вода, плотно закрученный колпачок. Все это рьяно трясли, и в лучшем случае, отбрасывали куда подальше. А в худшем «снаряд» разрывало прямо в руках, тогда травм было не избежать.

Карбид кальция

Были и более безопасные пути использовать находку, к примеру, просто бросить в лужицу, тогда можно было наблюдать нечто похожее на действие современных бомбочек для ванны. Так что это за популярная «игрушка». Большинство из нас считали, что таким, как мы его знаем, карбид произвела природа. Но на самом деле это не так. И сегодня Вы в этом убедитесь.

Итак, вещество это всегда очень твердое, плюс ко всему, чтобы его расплавить, нужно приложить недюжинные усилия. На вид это темные, светлые, зеленоватые камни, либо порошок, все зависит от состава. Срок его годности недолог, как правило это полгода. Уложить емкости в общий склад не получится, у таких потенциально опасных веществ должен быть свой отсек.

Как Вы уже знаете, карбид постоянно норовит взорваться. Причем, некоторым соединениям даже особых условий не надо. Достаточно просто пересыпать порошок из тары в тару, как он может неожиданно рвануть.

Свойства и состав

Чтобы получить этот камень, нужно, как минимум, два элемента. Во-первых, это углерод. Его наличие обязательно. А дальше уже есть выбор: металл, или неметалл. Главное, чтобы выполнялось правило: электроотрицательность (сила, с которой атомы элемента притягивают к себе чужие электроны) обязательного компонента выше, чем его «партнера». Иначе получатся совсем другие соединения.

Формула карбида кальция

Впервые об этом соединении заговорили в Англии еще в 19-м веке. Однако, слава первооткрывателя досталась французу, благодаря опытам которого вещество официально признали, случилось это лишь к концу столетия. А теперь от том, какие качества присущи этому соединению:

Материал необычайно твердый. По этому показателю он почти догнал алмаз. Среди рекордсменов – карбид вольфрама (9 из 10 возможных баллов). Это открывает сотни путей его применения.
Чтобы расплавить камень, нужно будет приложить немало усилий. Ведь для этого необходимо нагреть его до 2-х, или даже 3-х тысяч градусов Цельсия. Эта цифра будет выше значений, необходимых для того, чтобы изменить состояние металлических веществ, до того, как они оказались в составе карбида.
Это очень «не контактное» соединение. Так, реакция карбида на очень многие вещества будет нулевой. Для этого нужны особые условия. Потому кислоты, и прочие вещества, способствующие коррозии, им не страшны.
Но предыдущий пункт не касается воды. Как Вы уже поняли из рассказа выше, карбид и вода – часто идут рука об руку. В случае, к примеру, когда задействован карбид кальция, для этого подойдет абсолютно любая влага, не нужно никаких условностей. Если же в работе карбид кремния, то без нагрева никак – нужен раскаленный пар (1800 градусов).

Читайте также:

Устранение запаха канализации

Науке известны три разновидности таких соединений:

Что их отличает, так это очень прочные связи между атомами. Когда упоминается такой тип, то речь лишь о двух элементах, соседствующих с углеродом: первый – это бром, второй – кремний. Все вышеперечисленные свойства в этих соединениях «выставлены» на максимум. Это и небывалая твердость, и стойкость. Захотите растворить – не получится без участия едких кислот огромной концентрации. Тоже самое касается и взаимодействия с кислородом. Просто так не получится, нужен нагрев, и не хилый – до 1000 градусов.

Солеобразные, либо ионные

Здесь в контакт с углеродом вступает либо алюминий, или металл, но не абы какой, а только из 1-2 групп хим. таблицы. Придать такому соединению жидкую форму все еще не очень просто, нужен предельный нагрев. А вот кислота незамеченной не останется, в результате такой «встречи» карбид распадется.

Металлоподобные

Получаются они из металлов, относящихся к 4-8 группе, сюда же идут кобальт, а также никель, ну и, конечно, железо. Если рассматривать их химическое строение, увидим, что атомы углерода буквально разбросаны, между ними нет связей, они словно вкрапления в образовавшихся в металле пробелах. Потому то они весьма тугоплавкие, можно даже сказать, чемпионы в этом деле. Это позволяет применять их при изготовлении сверл (победитовые сверла).

Применение

Как уже упоминалось, чаще всего это вещество можно встретить на стройке. И там ему находят десятки способов применения. В шлифовке без этого материала трудно обойтись, из него производят спец. диски. Но хорош он не только в качестве абразива, но и в виде острых режущих кругов, ножей и тому подобного.

Генератор ацитиленовый для газосварки, внутрь которого засыпается карбид кальция

Машиностроение – еще одна возможность использовать это соединение. Из карбида получаются не только различные детали автомобилей, но и зап. части для радио приборов. А благодаря своей теплопроводности он отлично справится и с задачей нагревательного типа. Даже в ядерной промышленности без такого составляющего никак. Все это требует особой прочности, поэтому здесь речь чаще всего о ковалентных видах.

Те составы, что содержат карбид железа, позволяют получить сталь, и всем известный чугун. Кремниевые соединения так же ценят ювелиры и производители осветительных элементов. Искусственный каучук и смолы, и даже уксусная кислота – настолько широк круг применения карбидов.

Но этим дело не ограничивается. Этот искусственный минерал еще и для огородников важен. Ведь с его помощью получают особый вид удобрений. Они способны регулировать скорость роста различных культур.

Но, пожалуй, самый популярный из всех – карбид кальция. Ведь именно его в своей работе активно используют сварщики. Казалось бы, как этот темный камушек с чесночным ароматом может быть задействован в таком процессе?

Очень просто, ведь для газовой сварки, что логично, нужен горючий газ. В нашем случае дает карбид ацетилен. Как только он «встречается» с кислородом, мы получаем весьма интенсивное пламя, его температурные показатели переступают отметку в три тысячи градусов.

Если брать уже готовый летучий газ, то упаковкой ему служат спец. емкости, в них вещество доставляют к месту действия. Никакой тряски, или ударов во время такой поездки быть не должно – смертельно опасно.

Это сырье может вспыхнуть, даже без лишней «помощи», потому внимание всегда должно быть на пределе. Если же пожара избежать не удалось, никакой влаги при тушении. В ход должны идти только порошковые способы тушения.

Есть второй путь – произвести это «топливо» прямо на месте работ. Для этого нужно знать, что такое гидролиз карбидов. Говоря проще, это реакция соединения на контакт с водой. Причем, этот самую реакцию может вызвать даже одна капля.

Потому, если собрались осуществить сварочные работы, предельно аккуратно вскрываем герметичную тару с карбидом. Особо важно, чтобы никаких признаков огня по соседству, иначе ЧП гарантированно. О сигаретах и вовсе стоит забыть.

Еще следите за тем, чтобы даже самые мелкие крошки не оказались на Вашей коже, тем более на слизистых, иначе, в лучшем случае – раздражение, с худшем- ожоги и распухшие части тела. Так что вооружайтесь спец. обмундирование: защитить нужно все, с ног до головы, в том числе и дыхательные пути. Первая помощь, если контакта избежать не удалось: обильно поливаем водой пораженный участок, покрываем его плотным кремом. При необходимости вызвать врача.

Если говорить о расходе, если масса карбида один килограмм, то это дает возможность выработать до трехсот кубических дециметров газа. Это достаточно хорошие показатели. Так же на такое количество сырья потребуется примерно литров 20 воды, хотя производители и заявляют, что достаточно будет полулитра. То, сколько времени все это займет, зависит от величины фракций соединения, и их чистоты.

После того, как с работой закончили, оставшиеся отходы, а это шлак из извести, не оставляем где попало, а утилизируем. Для таких работ потребуется спец. генератор. Бывают они внушительных размеров, их устанавливают на одном месте, к примеру, когда планируются масштабные работы. Но существует и мини-версия, переносная.

Сначала отсек, в котором и должен образоваться газ, заливаем водой, потом уже добавляем туда карбид. Идет реакция, появившийся в результате ацетилен по мягкой трубке поступает непосредственно к газовой горелке. Этот путь должен быть достаточно длинным, шланг обязательно нужно выбрать не короче десяти метров.

Карбид бора

Идет в дело и карбид бора. Предметы на его основе дают надежную защиту от огня. И не только от огня, кстати, ведь такой товар активно используют изготовители бронежилетов. Во-первых, он «ловит» пули, а во-вторых, не даст прохода и радиации. Что касается такого союза, как карбид алюминия, то сверкающие искры во время фейерверков – его заслуга. А ведь на вид это ничем не примечательный желтый порошок.

Как получают карбид?

Сначала о карбиде кальция. Его производство – дело востребованное. И хотя такие заводы требуют больших трат, особенно когда речь заходит об электроэнергии, предприятия от привычного способа изготовления не отказываются. Потому как спрос на такую продукцию не спешит падать. Ведь без ацетилена вряд ли можно представить хоть одну стройку. Чтобы экономить на электричестве, подобные предприятия открывают в странах с большим количеством ГЭС, в Канаде, например.

Почему же не перейти на работу с метаном, ведь из него тоже можно получить такой летучий газ? Да потому, что карбид кальция дает практически чистый продукт, довести до ума 98-ми процентный газ несложно. И перевозить его гораздо проще, чем тот, что получен при участии метана.

Главным объектом на таких производствах выступают электрические печи. В них загружают твердый уголь, который еще зовут коксом, и оксид кальция (известь, причем абы какая не подойдет, нужна очищенная и однородная). Все это раскаляется до 2-х тысяч градусов. И вуаля, реакция пошла.

Как результат жидкая субстанция, которая и станет потом привычным нам соединением. Но сначала ей нужно охладится в формах. После того, как градус снижен, эти пласты дробят на более удобные в использовании куски.

Теперь о кремниевом варианте. Получили его абсолютно случайно, как это по обыкновению бывает. Американский ученый пытался создать искусственный алмаз. В результате экспериментов произошло получение карбидов кремния (они, кстати, на втором месте по твёрдости после не ограненного бриллианта).

Он его запатентовал и открыл первый завод по производству материала. Сказать, что технология с тех пор сильно изменилась – нельзя. Разве что из нее исключили песок и соль, остался углерод и кремнезём, которые все так же накаляют до максимальных температур в печах.

Если говорить о соединении с кальцием, то за один килограмм придется выложить около 80-ти рублей. Когда речь идет о кремнии в составе, накидывайте сверху еще пару рублей. Алюминиевая производная также доступна по цене, потратиться придется в пределах сотни. В такую же сумму обойдется карбид титана, молибдена и хрома.

Теперь о более затратных вариантах, к примеру, карбид вольфрама – покупка не из дешевых. Приготовьте около полутора тысяч рублей, с которыми придется распрощаться, приобретая 1000 граммов сырья.

Есть еще один «приятный» бонус, изготовитель может ограничить Вас в выборе количества приобретаемого товара, ведь многие указывают, что Вы обязаны купить минимум 10 килограммов. А если намерены приобрести состав с бором, то и того не легче – меньше 30-ти кило Вам вряд ли кто-то продаст, в то время как 1 кг. вылетит аж в 2 тысячи рублей.

Карбид: что это такое. Свойства, производство, применение

Карбид для сварки или полное наименование карбид кальция – это главное вещество для получения ацетиленового газа. На самом деле, это активное химическое соединение кальция и углерода и в готовом виде представляет собой твердый состав с темно – серым или коричневым оттенком. По запаху, карбид напоминает резкий запах чеснока и вступает в реакцию водой с выделением тепла.

Для сварки карбид кальция является идеальным веществом, так как выделяет при контакте с водой ацетилен – летучий газ, основа кислородной сварки, напайки, металлизации и прочих процессов, связанных с обработкой металлов. Карбид кальция создают при температуре до 2300 градусов Цельсия с помощью сплавления кокса и негашеной извести в электрической дуговой печи (рис. 1). После этого, расплавленное вещество выливают на изложницы, и в них он остывает и принимает твердое состояние. После этого карбид для сварки дробят по кускам, размер которых не превышает 8 см. В результате вещество будет состоять из 75 процентов карбида кальция, а остальная часть – примеси, окиси извести и прочее.

Состав и виды карбидов

Карбиды не являются отдельным веществом. Это соединение углерода с металлами и неметаллами. Причем, следует учитывать, что углерод должен обладать большей электроотрицательностью в получаемом веществе по сравнению с другими используемыми элементами. Это дает возможность избежать производства галогенов, оксидов и других углеродных соединений.

На сегодняшний день различают три вида карбида, состав которых отличен друг от друга:

Ковалентные соединения. К данному виду относят два элемента — кремний и бром. Это соединения с прочной межатомной связью, что обеспечивает высокую температуру плавления и химическую инертность. Окисление веществ данной группы возможно только при их нагреве свыше 1000 градусов Цельсия. Твердость вещества с бромом настолько высока, что способна конкурировать даже с алмазами. Вещество с кремнием менее прочное, но 8 баллов по шкале Мооса имеет. При этом растворить данное вещество возможно только в царской водке или с помощью концентрированной азотной или плавиковой кислоты.
Ионные соединения или солеобразные. Вещества данной группы образуются с помощью металлов 1 и 2 группы таблицы Менделеева, а также алюминием. Данные соединения характеризуются высокой температурой плавления. Карбиды ионного вида распадаются под воздействием воды и кислот. При протекании реакции выделяется углеводород и остается гидроксид металла.
Ионно-ковалентно-металлические или металлоподобные соединения. Образуются с помощью металлов с 4 по 8 группу, а также кобальтом, никелем и железом. Отличительная особенность металлоподобных веществ — это высокая прочность и температура плавления. Данный вид соединений делится на два типа:

Ацетилениды — при гидролизе образуют этин или ацетилен. Карбид кальция относится к данному типу соединений.
Метаниды — при вступлении в реакцию с водой или разбавленными кислотами образуют метан. Чаще бесцветны. Сюда относят карбид алюминия, магния, бериллия.

Читайте также:

Устранение запаха канализации

История получения карбида кальция

Карбид кальция был получен случайно в 1862 г. Немецкий химик Фридрих Вёлер (Friedrich Wöhler) при попытке выделения металлического кальция из извести (карбоната кальция СаСО3) путем длительного прокаливания смеси, состоящей из извести и угля, получил массу сероватого цвета, в которой не обнаружил признаков металла. Как результат неудавшегося эксперимента он выбросил эту массу на свалку во дворе. Во время дождя лаборант заметил выделение какого-то газа из выброшенной массы. Это заинтересовало Фридриха Вёлера, он провел анализ газа и установил, что это ацетилен (С2Н2), ранее открытый Эдмундом Дэви (Edmund Davy), в 1836 г.

Однако имя этому газу присвоил французский химик Пьер Эжен Марселен Бертло (Marcellin Berthelot) после того, как в 1863 году получил ацетилен, пропуская водород над раскалёнными электрической дугой графитовыми электродами.

Томас Уилсон (Thomas Leopold «Carbide» Willson) в 1888 году и Фердинанд Фредерик Анри Муассан (Ferdinand Frederic Henri Moissan) в 1892 независимо друг от друга открыли метод получения карбида кальция в дуговой электропечи, что послужило толчком для дальнейшего развития промышленного получения технического карбида кальция.

В России первые заводы по изготовлению карбида кальция были построены акционерным обществом «Перун» в 1908 г. в Земковицах, а в 1910 г. в Петербурге. В 1914 г. на этом заводе работали две карбидные печи мощностью по 500 кВт и две печи по 900 кВт.

В 1917 г. при Макеевском металлургическом заводе была построена установка с электропечью мощностью 1800 кВт. Почти одновременно на заводе в Баку для нужд нефтепромышленности и на Аллавердском медеплавильном заводе также были пущены карбидные печи.

В 1930 г. был построен и пущен первый большой карбидный завод в Растяпино (ныне г. Дзержинск Нижегородской области). На этом заводе карбид кальция впервые стал выпускаться не только как товарный продукт, но и для получения цианамида кальция.

Свойства

Благодаря своим свойствам, эти соединения нашли широкое применение в машиностроении, а также в строительстве.

Высокая твердость материала. У различных соединений она варьируется, но всегда остается выше средней. Они являются самыми твердыми минералами.
Температура плавления. Практически всегда она выше температуры плавления металла входящего в соединение и может превышать 2000 градусов.
Устойчивость к коррозии. Многие соединения не вступают в реакцию с различными кислотами и довольно устойчивы к внешним агрессивным факторам.
Взаимодействие с водой. Практически все карбидные соединения вступают в реакцию с водой, например, при взаимодействии с карбидом кальция можно его взрывать. Условия взаимодействия могут отличаться и зависят от характера связи в соединении.

Лабораторный опыт получения ацетилена

Многим из школьных уроков химии знакома реакция взаимодействия карбида с водой. Обычно этот опыт позволяет продемонстрировать реакцию получения ацетилена, а также физические и химические его свойства. Процесс выделения газа при этом происходит достаточно бурно, поэтому трубка, отводящая ацетилен из колбы с действующими веществами, помещается в чашу с водой. Это обеспечивает менее активное и стремительное движение газа. Кроме того, в лабораторных условиях можно использовать и другой способ, чтобы сделать не слишком бурной реакцию разложения такого соединения, как карбид. Ацетилен при этом идет равномерно и спокойно. Для этого вместо воды необходимо взять насыщенный раствор поваренной соли. Также в лаборатории при проведении этой реакции следует осторожно добавлять воду в карбид, помещенный в объемную колбу, а не наоборот.

Производство карбида

Ковалентные и солеобразные соединения получают простым методом. В электрическую печь помещают смесь из дробленого кокса и оксида металла и нагревают. При высоких температурах оксид элемента вступает в реакцию с коксом. При таком способе часть кокса, которая состоит из углерода, соединяется с атомами элемента, входящими в оксид. В результате образуется требуемый карбид и угарный газ. Готовую расплавленную смесь разливают по специальным формам, а после застывания дробят и сортируют по размеру гранул. Несмотря на простоту данного способа, получение карбида с его помощью является довольно энергозатратным, поскольку требует поддержания высоких температур (1600-2500 градусов) на всем протяжении реакции.

Существуют и альтернативные способы получения некоторых видов веществ. Как правило, это разложение соединения в результате которого и получается требуемый элемент. Формула распада будет отличаться в зависимости от конкретного соединения.

Интересные соединения

Карбид натрия. Формула этого соединения C2Na2. Это можно представить скорее как ацетиленид (то есть продукт замещения атомов водорода в ацетилене на атомы натрия), а не карбид. Химическая формула полностью не отражает этих тонкостей, поэтому их надо искать в строении. Это очень активное вещество и при любом контакте с водой очень активно взаимодействует с ней с образованием ацетилена и щёлочи.

Карбид магния. Формула: MgC2. Интересны способы получения этого достаточно активного соединения. Один из них предполагает спекание фторида магния с карбидом кальция при высокой температуре. В результате этого получаются два продукта: фторид кальция и нужный нам карбид. Формула этой реакции достаточно проста, и вы можете при желании ознакомиться с ней в специализированной литературе.

Если вы не уверены в полезности изложенного в статье материала, тогда следующий раздел для вас.

Применение в промышленности

Карбид кальция является важным соединением для получения ацетилена, газа, который используется при кислородной сварке и обработке металлов. При горении с кислородом ацетилен способен достигать 3150 градусов Цельсия. Это позволяет работать с тугоплавкими металлами, требующими температуру вдвое большую,чем температура плавления самого металла.

Карбид бора используется как огнеупорный материал, поскольку температура плавления такого соединения выше 2400 градусов. При этом он же встречается в бронежилетах,так как способен защитить не только от пуль и осколков, но и от радиации. Для покрытия промышленного и строительного инструмента используют карбид титана. Его прочность позволяет повысить износостойкость деталей и обрабатывать даже самые прочные материалы.

Как это может быть полезно в жизни?

Ну, во-первых, знание химических соединений никогда не может быть лишним. Всегда лучше быть вооружённым знанием, чем остаться без него. Во-вторых, чем больше вы знаете о существовании определённых соединений, тем лучше понимаете механизм их образования и законы, которые позволяют им существовать.

Перед тем как перейти к окончанию, хотелось бы дать несколько рекомендаций по изучению этого материала.

Хранение и транспортировка

Поскольку карбид при вступлении в реакцию с влагой приводит к выделению большого количества тепла и взрывоопасного газа ацетилена, хранят данное вещество в герметичных баках или барабанах. Работа с такими баками требует особой осторожности. Газ ацетилен легче воздуха и способен самовоспламеняться, при этом обладает наркотическим действием. При вскрытии барабанов с карбидом используют специальный инструмент, исключающий возникновение искр, а при попадании вещества на кожу требуется немедленно промыть водой пораженный участок и смазать жирным кремом.

Помещения хранения должны хорошо проветриваться, а содержание других веществ по соседству — запрещено. Это может привести к опасным реакциям. Неправильное хранение может как взорвать карбид, так и привести его в негодное состояние.

Срок хранения доходит всего до полугода.

Перевозка осуществляется только крытым транспортом. Воздушная доставка запрещена.

Применение при сварочных работах

Ацетилен для сварочных работ вырабатывается из карбида в генераторе стационарного или мобильного типа и разного объема. Средний объем ацетиленовых генераторов рассчитан на прием от 5 до 15 литров воды и, соответственно, 2-5 килограммов карбида. Выход ацетилена считается несколько ниже теоретического и принимается равным 260-280 литров с одного килограмма CaC2. Рекомендуется использовать карбид крупной фракции – 80 мм

Принцип использования ацетилена для сварочной работы таков:

Из одного килограмма карбида выделяется около 250 литров ацетилена, а на разложение килограмма карбида уходит 3-4 литра воды. Зная эти пропорции, вычисляют необходимый объем воды и количество вещества.
В промышленных генераторах, рассчитанных на долгий и равномерный процесс использования, карбид дозировано загружается в газообразующую камеру через специальный бункер в автоматическом режиме. В генераторах, которые используются для ненормированных объемов работ, карбид погружается в воду в специальной корзине. Объем вырабатываемого ацетилена регулируется погружением или подъемом корзины.
При подаче очередной порции карбида и начале реакции в камере возрастает давление, снижение которого производится активным выпуском ацетилена в горелку.
Ацетилен через отборник по шлангу подается в газовую горелку. Горелка должна находиться от генератора на расстоянии не менее 10 метров.
Гашеная известь, образующаяся в процессе реакции (около 1,2 кг на каждый килограмм карбида), удаляется из генератора через отдельный бункер.

Стоимость

На рынке карбид кальция можно приобрести по цене 80 рублей за килограмм. Продают данную смесь в бочках или специальных мешках. Ненамного дороже вещество с кремнием. Его стоимость составляет 82 рубля за килограмм. А вот, карбид вольфрама обойдется в 1400 рублей за кило. Причем, может быть установлен минимальный вес покупки, например, от 10 кг. Карбид бора будет стоить еще дороже — от 2000 рублей, причем фасовка начинается от 35 килограмм. Стоимость же соединений с гафнием или молибденом оговаривается с поставщиком отдельно.