Балясины из бетона: как изготовить и установить самостоятельно
Перильное ограждение не только обеспечивает безопасность лестниц и площадок на высоте, но и часто является украшением дома. Декоративность этой конструкции в большей части обеспечивается стойками, которые называются балясинами.
Изготавливаются они из разных материалов — металл, дерево, керамика и даже полимеры. Но наиболее распространен бетон, который обеспечивает большую долговечность и прочность этой детали. Цена изготовления тоже меньше чем при использовании металла или дерева.
Расскажем, как изготовить балясины из бетона своими руками. Особое внимание обратим на работу по подготовке форм. Также дополнительно в помощь предложим: «Изготовление балясин из бетона» — видео:
Зачем делать балясины самостоятельно
Конечно, можно приобрести готовые балясины, но это не всех устраивает:
- Предлагаемые на рынке строй товаров изделия могут не подходить по дизайну, не вписываться в стиль лестницы, интерьера или фасада.
- Готовые балясины могут не подходить под размеры ограждения или лестницы.
- Хочется, чтобы лестница была оригинальной, эксклюзивной не похожей на другие.
- Цена на изготовление под заказ скорее всего окажется высокой, или сроки его выполнения тоже могут не устраивать.
- Сделать что-то своими руками для дома всегда приятно.
Из чего делаются бетонные балясины?
Кажется, ответ на вопрос находится уже в самом вопросе — из бетона. Но все дело в том, что существует несколько разновидностей и технологий его изготовления, различающихся свойствами и характеристиками.
При выборе состава и технологии смеси для изготовления балясин, нужно учитывать требования, предъявляемые к этим изделиям:
- Балясины должны иметь достаточную прочность на изгиб и сжатие, чтобы выдерживать вес перил и опирающихся на них людей.
- Изделия должны иметь красивый вид.
Поэтому для их изготовления используют чаще всего такие составы.
Для обеспечения прочности
- Железобетон. Арматура увеличивает прочность на изгиб конструкции, на сжатие отлично работает сам бетонный камень. Причем для армирования используют как прутья и проволоку из стали, так и стеклопластик.
- Все чаще практикуют изготовление балясин из стеклофибробетона. В этой разновидности материала армирование обеспечивается расположенными по всему объему волокнами стекловолокна (фиброй). Иногда используются и фибры из других материалов (металла, полимеров).
С целью получить декоративный внешний вид
- Наиболее распространенный вариант для балясины из бетона — обычная смесь, которую потом можно окрасить. Однако надо отметить, что и простая серая поверхность отлично вписывается в отдельные архитектурные решения.
- Для изготовления подобных изделий используют белый цемент и песок. При необходимости получить другой цвет, в состав вводят пигмент. Такой подход обеспечивает устойчивый цвет, который не нуждается в периодическом восстановлении, как при обычной окраске поверхности.
- Вводят в состав смеси и заполнители из декоративного природного камня, потом поверхность шлифуют. Такая технология изготовления балясин из бетона позволяет добиться имитации многих горных пород. Дополнительно может использоваться введение полимеров (получается полимербетон).
- Изготавливают балясины по технологии «систром». Она немного похожа на предыдущие методики, и чаще всего используется для имитации мрамора. Изделия заливают в формы с гладкой поверхностью. Вкупе с введением полимеров, с не полностью размешанными пигментами, внешний вид изделия почти не отличается от поверхности полированного мрамора.
Теперь более подробно рассмотрим само изготовление балясин из бетона, включая подготовку форм и монтаж готовых изделий.
Формы
Простейший вариант — приобрести готовые формы для заливки балясин из бетона. Но как уже говорилось выше, выбор может нас не устроить, поэтому будем изготавливать их самостоятельно.
Наиболее часто используют следующие способы изготовления форм:
- Отливка из гипса.
- Отливка из пенопласта.
- Отливка из полиуретана.
- Формовка из стеклопластика.
У отдельных мастеров еще иногда применяется выколотка из стального листа, но для этого нужен хороший опыт жестянщика. И к тому же, этим методом сложно сделать форму с большими изменениями площади поперечного сечения. Поэтому рассматривать его не будем.
Ну и еще про один способ — 3 D печать. Принтеры для нее получают все большее распространение. Правда, стоимость моделей, которые могут распечатать готовую пластиковую форму, пока еще заоблачная, чтобы приобрести аппарат для домашнего пользования.
Но уже сейчас появляются компании, которые предлагают услуги трехмерной печати на своем оборудовании. Так что возможно скоро это станет оптимальным вариантом.
Вы просто разрабатываете в трехмерную модель формы (программ для этого существует множество), и по ней печатается готовая форма для бетонных балясин, без всяких промежуточных операций и дополнительных материалов.
Отливка из гипса
Один из самых простых и дешевых вариантов. В рекомендациях, как сделать форму самостоятельно, нередко предлагают именно этот вариант.
Но он имеет множество недостатков, перечислим их:
- Гипс очень хрупкий материал. Форма может легко разрушится при укладке и тем более уплотнении смеси, с ней нужно очень аккуратно обращаться. Иногда после изготовления всего нескольких балясин приходится делать новую форму.
- Гипс не водостоек. Форму нужно покрывать несколькими слоями водостойкого лака или краски, потом покрытие периодически обновлять. Также перед формовкой нужна обильная смазка поверхностей.
- Кроме того, что форма хрупкая, она еще и тяжелая — что вкупе с обязательным бережным отношением к ней значительно снижает скорость формовки.
Теперь об изготовлении формы пошагово:
- В первую очередь, нам нужна модель — деталь, которая точь в точь будет выглядеть как будущая балясина. В большинстве случаев, ее изготавливают из дерева на токарном станке. Если нужен более сложный рельеф, то дополнительно прибегают к инструментам для декоративной резьбы по дереву. Но можно выполнить макет из любого материала — вылепить из глины, воска или даже пластилина. Если вы хотите скопировать (например, для ремонта) то образцовая балясина бетонная вполне подойдет в качестве модели.
- Затем готовим опалубку, в которой будем отливать форму. Подойдет любой прямоугольный ящик, габариты по высоте и ширине которого на 10-15 сантиметров больше макета (по длине они должны быть равными). Крышка нам не нужна.
- Устанавливаем нашу модель в ящике. Нам необходимо чтобы она отстояла от его стенок на равное расстояние со всех сторон (толщину стенки формы). Для этого с его торцов можно установить любые упоры, вплоть до пары шурупов, которые через стенку будут крепить модель. Для того чтобы в форме было отверстие для заливки и установки арматуры, торцы макета должны прочно прилегать к стенкам.
- Отмечаем на стенках ящика уровень, по который будем заливать первую порцию гипса. Она должна точно совпадать с осью модели.
- Смазываем стенки ящика и макет любой смазкой, можно мыльным раствором.
- Готовим гипсовый раствор и заливаем его до отметки.
- Сразу же по краям макета утапливаем на несколько сантиметров тоже смазанные цилиндры из любого материала диаметром от 2 сантиметров. Они сформируют выемки для фиксации формы от смещения в собранном состоянии.
- После того, как гипс застыл, удаляем цилиндры.
- Смазываем застывшую поверхность гипса, включая выемки от цилиндров смазкой. Модель не убираем, но очищаем от частиц залитой смеси и повторно смазываем.
- Заливаем ящик гипсом до верха.
- После того, как и вторая порция гипса застынет, можно извлекать почти готовую форму. Сразу снимаем верхнюю часть, потом освобождаем и удаляем макет, и вынимаем нижнюю часть.
- Покрываем поверхности формы несколькими слоями влагостойкой краски или лака.
Наша форма готова, можно делать бетонные балясины своими руками.
Пенопластовые формы
Пенопласт немного лучше гипса, так как формы получаются легче, и вибрировать изделие в нем можно без опасения расколоть форму. Но недостатки есть и у него.
- Не всегда точно передается форма макета.
- Поверхность формы тоже приходится покрывать краской или лаком для защиты от влаги и сглаживания мелких неровностей.
- Более сложная технология изготовления формы.
- Хотя пенопласт и не хрупок, формы из него имеют небольшую прочность, и их тоже легко повредить при формовке или распалубке изделия.
Начинаем изготавливать форму из пенопласта:
Обратите внимание, это требует некоторого опыта, не все может получиться с первого раза.
- Готовим модель. В отличие от первого случая, формовка будет проходить при повышенной температуре, так что воск или пластилин не подойдет.
- Затем нам нужно приобрести полуфабрикат — гранулы полистирола ПВС. В обычном строительном магазине это сделать затруднительно, лучше попробовать заказать через интернет, благо цена на этот материал невысока.
- Затем приступаем к первичному вспениванию гранул. Для этого нам нужна паровая баня (примерно такая же, как для готовки пищи на пару, но только немного больших размеров). Можно приспособить две емкости разных размеров, водной будем кипятить воду во второй с сетчатым дном проводить операции по изготовлению формы.
- Засыпаем небольшое количество гранул во вторую емкость и устанавливаем ее на пар. Главное угадать количество — гранулы вспенятся и увеличатся в объеме в 20-40 раз.
- После этого просушиваем их, и даем около суток полежать.
- Пока наши гранулы вылеживаются, готовим (извините за тавтологию) форму для изготовления формы. Это такой же ящик, как и в предыдущем случае, но металлический и с крышкой способный выдержат небольшое давление.
- Так же как и в предыдущем случае, закрепляем в форме нашу модель. Смазываем и ее, и стенки ящика любой смазкой, не теряющей своих свойств при нагревании.
- Заполняем форму нашими вылежавшимися гранулами и фиксируем крышку.
- Помещаем форму снова на несколько часов на паровую баню.
- Снимаем и оставляем остывать. Потом извлекаем заготовку.
- Аккуратно разрезаем пенопластовую форму на две половины по оси. Нам будет мешать модель, поэтому нужна особая аккуратность при выполнении этой операции. Лучше всего воспользоваться для резки нагретое лезвие.
- Затем нам нужно устроить фиксаторы для точного совмещения обоих половинок. Проще всего высверлить отверстия, и установить на одной из половин штифты из любого материала.
- Как и в случае с гипсом, покрываем все поверхности формы (включая и внешнюю) краской или лаком.
Кстати, многие пробуют вместо всей этой возни с гранулами и паровой баней просто закачивать монтажную пену, но результат получается не очень, формы не выдерживают даже изготовления двух-трех балясин.
Полиуретановая форма
Такая форма прочнее пенопластового варианта, хотя технология изготовления не намного сложнее. Большинство предлагаемых промышленно изготовленных форм — именно из этого материала.
- Тоже готовим модель балясины, способную выдержать повышенную температуру.
- Дальше готовим ящик, в котором будем делать форму. Нагревать снаружи его не придется, так что можно обойтись и деревянной конструкцией. Только герметизируем стыки силиконом, чтобы не выливалась смесь. Размеры выбираем меньше. Достаточно на 1-2 сантиметра больше габаритов модели. Полиуретановой форме не нужна большая толщина стенки.
- Закупаем компоненты смеси – это: полимер СКУ-ПФЛ-100 и отвердитель в гранулах «Куралон». Расход компонентов — 1 часть отвердителя, на 5 частей полимера.
- Помещаем оба компонента в металлические емкости, и осторожно нагреваем до примерно 110-120 градусов. Пользоваться открытым огнем нельзя, так гранулы возле стенок могут перегреться до момента расплавления и потерять свои свойства. Лучше воспользоваться строительным феном.
- При нагреве осторожно перемешиваем оба составляющих, чтобы удалить пузырьки воздуха.
- Пока компоненты нагреваются, помещаем модель в ящик и смазываем все поверхности.
- Дальше полимеру нужно дать остыть до температуры 60 градусов, отвердитель оставляем нагретым. Грели его мы до более высокой температуры только для удаления включений воздуха.
- Сливаем полимер и отвердитель в одну тару, и тщательно перемешиваем.
- Готовую смесь осторожно вливаем в форму.
- После того, как полиуретан остынет, извлекаем форму, и как в предыдущем случае, разрезаем его по оси и устанавливаем фиксаторы.
Внимание. Смесь токсична, поэтому работу нужно проводить на открытом воздухе или под вытяжкой. Для защиты своего здоровья используйте перчатки, очки и респиратор.
Стеклопластиковая форма
Самый лучший вариант как видно на видео в этой статье. Легко изготавливается и имеет отличную прочность. Для работы нам понадобится эпоксидная смола с отвердителем и стеклоткань.
Сама технология чем-то похожа на папье-маше из бумаги и клейстера. Я думаю, что многие на школьных уроках труда его освоили.
- Как и во всех предыдущих случаях, готовим модель.
- Затем смешиваем, согласно инструкции на упаковке, эпоксидную смолу и отвердитель. Не готовьте слишком много, компоненты быстро реагируют.
- Нарезаем ленту из стеклоткани на полоски.
- Смазываем модель любой смазкой и начинаем оклеивать ее полосками ленты. Причем чередуем ряд вдоль и ряд поперек, тщательно прижимаем ее в местах углублений.
Совет. Если модель не имеет сложного рельефа (представляет собой чистую фигуру вращения), то можно просто наматывать ленту крест-накрест под углом в 90 градусов пропитывая каждый слой. Также в этом случае вместо стеклополотна можно использовать нить.
- Когда мы сформуем слой толщиной около трех сантиметров, то можно считать что наша форма готова. Но осталось еще позаботиться, как потом при сборке надежно зафиксировать ее части друг относительно друга. Поэтому в нескольких местах утолщаем слой почти до сантиметра простой намоткой.
- Когда смола затвердеет, разрезаем форму. Причем, сделать это с помощью ножа не получится. Используем болгарку с отрезным кругом.
- Осталось установить фиксаторы. Сверлим в местах утолщения отверстия под металлические штифты небольшого диаметра и вклеиваем их.
Изготовив формы, можно приступать непосредственно к изготовлению балясин.
Изготовление балясин
Все происходит точно так же, как при изготовлении любых других штучных бетонных изделий. Перечислим этапы.
Приготовление раствора
В первую очередь, нам нужно приготовить раствор. Если мы будем делать балясины из обыкновенного тяжелого бетона, то процесс ничем не отличается от привычного варианта.
Но все-таки, нужно учесть некоторые детали:
- Размер крупного заполнителя нужно выбирать несколько меньше размеров самых мелких деталей рельефа балясины — иначе на поверхности готового изделия могут появиться неровности.
- Обязательно применяйте пластификатор, он увеличит прочность деталей. К тому же, при тщательном уплотнении, отформованную балясину можно быстрее извлечь из формы.
- Как мы уже говорили выше, если не хотим окрашивать изделия позже, для раствора берем белый цемент и бесцветный песок. Также в раствор вводим пигмент нужного колера.
Приготовление стеклофибробетона
Здесь есть несколько отличий:
- Используем песок более мелких фракций. Если мы обычно берем наибольшую крупность частиц проходящих через сито 2,5 мм, то для стеклофибробетона нужно ограничиться размером не более 1-1,5 мм;
- При замешивании раствора в него вводим стеклофибру и полимер;
- Если стекловолокно применяется не кислотоустойчивое, то лучше выбрать не обычный портландцемент, а глиноземистый;
- Для смешивания раствора лучше использовать не бетономешалку гравитационного типа, а смеситель принудительного действия.
Готовим формы
Здесь все точно также как обычно:
- смазываем внутренние поверхности, контактирующие с раствором;
- аккуратно соединяем половинки формы, следя за тем, чтобы фиксирующие штифты вошли в ответные отверстия;
- если мы не продумали специальные замки, то лучше всего для прочной стыковки использовать хомуты.
Внимание. Возможно, из-за того, что при разрезании половинок форм вы удалили слишком много материала (излишняя ширина резания), части формы не сходятся так, как надо. Решить проблему можно, наклеив полоски резины, и удалив ее излишки по внутренней поверхности формы острым ножом.
Устанавливаем арматуру и закладные детали
Почти всегда армирование балясин представляет собой один толстый стержень по центру. Он же используется и для крепления балясины к ступеням и перилам. Однако, это не совсем правильная с точки зрения сопротивления материалов схема.
На заметку: Растягивающие напряжения, на компенсацию которых работает арматура, прилагаются к внешним слоям балясины. Поэтому стоит поэкспериментировать с несколькими стержнями, расположенными ближе к краям изделия. При этом, не забываем про защитный слой толщиной не менее 3 сантиметров.
- Для того чтобы точно зафиксировать арматуру от смещения, при формовке можно использовать стандартные фиксаторы, которые остаются в толще бетона. Но при небольшой толщине изделия, и учитывая то, что обычно используются прутья большого диаметра, можно сделать их и деталью формы. Например: пластина с отверстием, фиксирующаяся на краях отверстия для подачи смеси.
- Балясины из стеклофибробетона можно не армировать вообще, так как сам материал имеет достаточную прочность. Более того, с фибробетоном можно попытаться сделать изделие из него пустотелым, сэкономив при этом материалы.
- Закладные детали в балясины часто не устанавливают, а крепят изделие за выступающую арматуру. Однако если мы собираемся монтировать ограждение на стандартный железобетонный марш, то они необходимы. Также, при наличии закладных, узел соединения с поручнями получается более прочным.
Обратите внимание! Обычно закладная деталь представляет собой пластину из толстой стали, равную по размерам опорной площадке балясины. Для связи ее с бетоном, внизу приваривают несколько стержней, на 15-20 сантиметров заглубляемых в бетон. Для более надежной анкеровки, на концах прутьев можно выгнуть крючья.
Формуем и уплотняем балясины
Здесь тоже ничего нового, через горловину в форме подаем смесь. Прямо из мешалки сделать это не удастся из-за небольшого диаметра формы, поэтому придется использовать приспособление по типу воронки. Идеально применить бетононасос.
Чтобы смесь заполнила все полости, нужно совмещать формовку с уплотнением. То есть, при подаче бетона либо держим вибратор постоянно включенным, либо периодически его включаем. Лучше всего для уплотнения использовать вибростол. Но некоторые домашние мастера применяют и глубинные вибраторы. Это возможно, если балясина относительно большого диаметра.
Внимание. По окончании формовки нужно тщательно выровнять торцы балясины. Их плоскость должна быть строго перпендикулярна оси. Иначе потом установка бетонных балясин будет вызывать затруднения из-за сложности их выравнивания.
Распалубка
Хотя по нормам распалубочная прочность (в зависимости от температуры окружающего воздуха) достигается через двое-трое суток, при изготовлении многих штучных изделий (например, блоков) снятие опалубки проводят буквально через несколько часов.
Главное — чтобы в смеси не было излишнего количества влаги, и она была достаточно уплотненная. Но когда речь идет про изготовление бетонных балясин, такой подход неприменим.
Причины таковы:
- на поверхности балясины нет прямой ровной площадки, на которую ее можно уложить, чтобы не помять поверхность незатвердевшего бетона;
- подвешенные поверхности обязательно оплывут под весом смеси;
- раннее снятие опалубки, особенно сложной формы, трудно провести, не повредив поверхность. Для декоративных изделий такие дефекты не допустимы.
Поэтому нужно ждать необходимое время. В крайнем случае, снять форму можно чуть раньше, уложив изделия на мягкую поверхность из песка или опилок. Но, как показывает практика, бетон все равно должен пробыть в форме не менее суток.
Поэтому, чтобы ускорить процесс изготовления (а балясин требуется обычно несколько десятков штук) лучше иметь не одну, а несколько форм. После распалубки форму необходимо тщательно очистить от остатков бетона и промыть. Иначе потом удалить затвердевшую смесь будет затруднительно.
Кроме того у форм, изготовленных из гипса или пенопласта, нужно проверять состояние внутренней поверхности и лакокрасочного покрытия. При обнаружении дефектов, места их возникновения нужно подшпаклевать и перекрасить.
Также формы из этих материалов нужно периодически просушивать до полного удаления влаги из материала. Но при этом нежелательно применять повышенную температуру (например, промышленный фен).
Пропаривание
Вполне естественно, что в связи с небольшой оборачиваемостью форм (долгое время ожидания для повторного использования одной и той же формы), многие домашние мастера ищут способ улучшить этот показатель. Выход, кажется, есть: использовать тот же метод ускорения твердения бетона, что и на заводах — пропаривание. К тому же, многие считают, что этот процесс увеличивает прочность изделий.
Однако в нашем случае, такая технология трудно применима по нескольким причинам:
- Из самодельных форм, предложенных в этой статье, высокую температуру и влажность выдержит только стеклопластиковая. Полиуретан и пенопласт разрушатся при нагревании уже в шестьдесят градусов, а гипс рассыплется от пара.
- Нужна герметичная камера, в которой можно соблюсти строгий режим пропаривания: плавный подъем температуры в течение нескольких часов, потом выдерживание заданной температуры и такое же плавное снижение. Причем, все это должно рассчитываться с учетом объема и геометрии изделия, а также характеристик формы.
Кроме расчета, для того чтобы выдержать эти режимы, нужна автоматическая система контроля и управления.
- Еще одна проблема — найти источник пара, способный подавать его длительное время. Правда, можно попробовать пиратски подключится к соседнему предприятию. Паровые котлы для домашнего использования не выпускаются по причине повышенной опасности. Если даже получится сделать самодельную конструкцию, то просчитайте затраты на топливо — энергоносители сегодня не дешевы.
Но самое главное в том, что пропарка не дает никаких преимуществ, кроме ускорения твердения.
Более того, прочностные характеристики бетона даже снижаются по двум причинам:
- из-за микротрещин, которые образуются из-за разных коэффициентов температурного расширения цементного камня, песка и щебня;
- из-за пор, которые проделывает себе пар в бетонном монолите.
Поэтому более выгодно изготовить больше форм, и применить ускорители твердения (правда, большой выгоды они тоже не дают). Обеспечить расчетную прочность можно только правильным уходом за отформованными изделиями.
Уход за балясинами во время твердения бетона
Все стандартно, как для любых бетонных изделий: побольше влаги и поменьше солнца.
Выполняем следующие правила:
- Укрываем балясины от прямого солнечного света.
- Для сохранения влаги внутри материала, накрываем готовые изделия полиэтиленовой пленкой.
- Периодически увлажняем поверхность, при этом в первые дни нужно избегать сильных струй, которые могут повредить поверхность. Лучше всего вообще засыпать их опилками или песком, и поливать именно посыпку.
Ну а самый идеальный вариант — погрузить готовые изделия в воду и оставить их твердеть там.
После того, как бетон набрал нужную прочность, можно приступать к их установке. Кстати, марочная прочность достигается через четыре недели, но если мы сразу не будем прилагать больших нагрузок, то достаточно трех, а то и двух.
Монтаж балясин
Наиболее распространены два способа: с помощью закладных деталей, и без них. Они иногда могут комбинироваться. Например, к лестнице или площадке балясина крепится на закладные, а поручни к ней без них, или наоборот. Теперь подробнее о том, как установить бетонные балясины.
Без закладных деталей
Самый распространенный метод — подходит, если на лестнице или балясинах нет закладных. Минус в пониженной прочности стыка из-за того, что арматура балясины не связывается с каркасом лестничного марша. Плюс в том, что монтаж бетонных балясин не требует наличия сварочного аппарата.
Состоит из следующих этапов:
- Сверлим на местах установки балясин отверстия в лестнице. Если в балясинах нет выступающих арматурных прутьев, то в них сверлим тоже.
- Устанавливаем арматуру в отверстия на клей.
- Колоны по вертикали выравниваем с помощью уровня по горизонтали по шнуру.
- Щели, возникшие при выравнивании, заполняем раствором.
- Таким же образом производится и монтаж поручней.
С помощью закладных деталей
В этом случае, как на лестничном марше, так и на балясинах должны присутствовать связанные с арматурным каркасом стальные пластины — закладные детали. Если на лестнице они забетонированы не во всех местах, где запланирована установка балясин, то можно установить их дополнительно, вклеив стержни, или используя самораспорные болты. Плюс метода — высокая прочность стыка, минус — требуется сварочный аппарат и увеличена трудоемкость процесса.
Для установки проводим следующие операции:
- Устанавливаем балясины на место. Выравниванием отвесом и по шнуру. При необходимости, между закладными деталями кладем металлические прокладки.
- Свариваем закладные детали между собой. Причем шов накладываем не по кругу, а только с трех сторон, чтобы деформации металла в местах сварки не изменили положение балясин.
- Сварочные швы и выступающие части закладных деталей грунтуем и окрашиваем.
- Также крепим и поручни.
- Стыки маскируем бетонной стяжкой.
Вот и все, что мы могли рассказать о том, как изготавливается балясина из бетона в домашней мастерской. Надеюсь, наша статья помогла вам рекомендациями, советами и инструкциями. Пусть ваши лестницы будут безопасными, красивыми и оригинальными.