Основы технологии крепления

Бетон и стеновые кладочные материалы

Бетон

Бетон представляет собой смесь связующего материала, воды и специальных добавок. В зависимости от конкретного состава, технологии изготовления, обработки или назначения этого материала различают несколько типов бетона. В основном используются нормальные и легкие бетоны. Легкий бетон, в отличие от нормального, содержит такие добавки как пемза или стиропор (пенополистирол). В качестве связующего в обоих типах бетона применяется цемент. Облегчающие добавки, используемые в легких бетонах, имеют более низкие механические характеристики, по сравнению с гравием, входящим в состав нормального бетона. Как правило, это создает худшие предпосылки для крепления дюбелей в легких бетонах. Европейские технические допуски в области ответственного крепления различают бетоны с трещинами и без трещин.

Стеновые материалы - полнотелый кирпич сплошной структуры

К этой группе кирпичей относятся полнотелый керамический (рядовой, облицовочный, клинкерный) и силикатный кирпичи. При закреплении дюбелей в таком кирпиче, как правило, не возникает никаких проблем, благодаря отсутствию в кирпиче внутренних полостей.

Полнотелый блок пористой структуры

Полнотелые блоки из легкого или ячеистого (пористого) пенобетона или газобетона имеют в своей структуре большое количество пор, что существенно снижает механические характеристики материала. При креплении в таких блоках рекомендуется использование специальных дюбелей с удлиненной распорной зоной или дюбелей, обеспечивающих связывающее, не напряженное крепление (см. Механизмы крепления). Пенобетон (”Ytong”, “Siporex”, “Hebel”, “Durox”, “Greisel”)

Пустотелые кирпичи и блоки

Пустотелый кирпич сплошной структуры

Такой кирпич состоит из непористого материала и содержит внутренние полости, расположенные либо параллельно, либо перпендикулярно базовой опорной плоскости кирпича. Сечение отверстий, как правило, -круглое, овальное или прямоугольное, причем суммарная площадь поперечного сечения пустот составляет более 15% от общей площади опорной плоскости кирпича. К этой группе относятся керамические и силикатные кирпичи с различными геометриями пустот и пустотелые бетонные блоки. Для крепления в таких кирпичах применяют специальные типы дюбелей, которые заполняют пустоты или проходят насквозь через несколько стенок полостей, закрепляясь в них с образованием внутренних упоров.

Пустотелый блок пористой структуры

Несущая способность таких блоков еще ниже из-за наличия полостей в пористом материале. Предпочтительно использование дюбелей с удлиненной распорной зоной или инжекционных химических соединений, реализующих геометрический механизм крепления. Щелевые блоки из легкого кирпича или пенобетона (”Unipor”, “Poroton”)

Плиты/Листы

К этой группе относятся тонкостенные строительные материалы, имеющие достаточно низкие механические характеристики, например гипсокартонные, гипсоволо-конные, древесностружечные, асбоцементные, цементно-стружечные листы или МДФ панели. Такие листы крепятся либо непосредственно на другую строительную основу, или же на некотором расстоянии от нее. При креплении предметов к листовым материалам необходимо использование специальных дюбелей, которые образуют геометрическое крепление на задней стенке листов. Такие крепежные элементы, как правило, относятся к категории "дюбеля для пустотелых конструкций”

Сверление отверстия

При сверлении следите за тем, чтобы сверло было направлено по перпендикуляру к стене, и не используйте изношенные или не соответствующие конкретному строительному материалу сверла. Просверленное отверстие следует очистить и удалить из него остатки материала. Следите за соответствием диаметра и глубины отверстия рекомендациям изготовителя. Для листов и плит не применяйте сверла, предназначенные для сверления твердых строительных материалов. Тип и приемы сверления определяются видом строительной основы:

От отверстия к строительному материалу…

Очень часто неизвестно, какой строительный материал находится под штукатуркой или обоями. Определить тип материала помогает пробное сверление сверлом с победитовым наконечником на низких скоростях вращения и без ударной нагрузки. По усилию сопротивления понятно, идет ли речь о мягком или твердом и прочном материале. О конкретном типе материала можно судить по цвету и консистенции буровой муки.

Бетон: светло-серая или белая мука, мелкая, как пыль, не слипающаяся.

Пенобетон: белая крупнозернистая, но легко размягчающаяся мука.

Кирпич: красная мука, пустотелый кирпич легко определить по ступенчатому проникновению сверла в материал; в этом случае нельзя применять ударное сверление.

Силикатный кирпич: белая мука, по ощущениям похожая на песок.

Гипсокартон: белая мелкозернистая пыль, прилипающая к сверлу.

Гипсоволоконный лист: серая мелкозернистая пыль, прилипающая к сверлу.

...от строительного материала к методу сверления

Безударное сверление:

Сверление отверстий без ударной нагрузки; для мягких, пористых строительных материалов с низкой несущей способностью, например: пористый бетон, пустотелые материалы, во избежание повреждения перегородок и ребер в материале.

Ударное сверление:

сверление отверстий с большим числом оборотов и многочисленными слабыми ударами для строительных материалов повышенной прочности, напр. для кирпичных кладок из сплошного кирпича.

Сверление с перфоратором:

Сверление отверстий с малым числом оборотов и немногочисленными сильными ударами; для сплошных материалов повышенной прочности, например для бетона.

Монтаж

Виды монтажа

Предварительный монтаж:

При таком монтаже дюбель полностью утапливается в основу, диаметр отверстия в основе больше, чем диаметр отверстия в монтируемой детали. Сначала сверлится отверстие, затем в него монтируется дюбель, и только после этого в дюбель при помощи шурупа крепится деталь.

Сквозной монтаж:

При таком монтаже отверстие в основе сверлится насквозь через закрепляемую деталь. Диаметры отверстия в основе и детали равны диаметру дюбеля. Дюбель монтируется насквозь через закрепляемую деталь в отверстие в основе и распирается в нем с помощью шурупа. Этот вид монтажа отличается наименьшей трудоемкостью и высокой точностью за счет соосности отверстий в основе и закрепляемой детали.

Монтаж с зазором:

Закрепляемая деталь фиксируется на некотором расстоянии от поверхности строительной основы.

Максимальная толщина закрепляемой детали

При предварительном монтаже максимальная толщина закрепляемой детали (макс.толщина крепления) определяется длиной выбранного шурупа, при сквозном монтаже - длиной самого дюбеля. Если поверхность строительной основы покрыта штукатуркой (изоляционным материалом), то максимальная толщина закрепляемой детали должна выбираться с учетом толщины штукатурки.

Глубина крепления дюбеля

Глубина крепления дюбеля определяется расстоянием между острием дюбеля (концом его распорной части) и поверхностью несущей основы.

Механизмы крепления  
   

Распорное крепление:

Распорная зона дюбеля прижимается шурупом к внутренней поверхности отверстия. Внешним силам, действующим на шуруп и дюбель противодействует сила трения материала дюбеля о строительную основу.

Геометрическое крепление:

Дюбель меняет свою форму в зависимости от геометрии полостей в основе (связываясь в узел или раскрываясь в полости,и образуя внутренние или внешние упоры).

Связывающее крепление (крепление соединением)

Крепежный элемент неразрывно связывается (склеивается) с материалом основы при помощи раствора или полимерной смолы. Такое крепление не вызывает возникновения напряжений в материале основы и материале крепежного элемента и обеспечивает максимальную несущую способность конструкции.

Виды разрушения системы крепления 

Извлечение дюбеля из основы:

Под действием внешней нагрузки дюбель выдергивается из основы, при этом не наблюдается разрушения материала основы.

Причины:

• слишком высокая нагрузка

• неправильный монтаж

Разрушение материала основы:

Существенно зависит от глубины закрепления дюбеля и от прочностных свойств строительной основы.

Причины:

• слишком высокая нагрузка

• низкая несущая способность основы

• недостаточная глубина анкеровки

Трещина материала основы:

Растрескивание при креплении - часто встречающийся вид дефекта при креплении в бетон.

Причины:

• слишком малые размеры элемента строительной основы

• слишком маленькое расстояние между осями двух соседних отверстий (межосевое расстояние) или между осью крепления и боковой поверхностью элемента основы (краевой отступ)

Срез или изгиб шурупа:

Возможность изгиба или среза шурупа определяется прочностными характеристиками стали, поперечным сечением шурупа и прилагаемой внешней нагрузкой. Срез или изгиб шурупа соответствует максимально достижимой несущей способности конструкции.

Причины:

• слишком низкие прочностные характеристики стали шурупа/винта.

Нагрузки

При выборе размера и типа дюбеля необходимо учитывать возникающие после крепления нагрузки. Нагрузки различают по:

Усилию,

Направлению,

Точке приложения

Усилия даны в кН(1кН=100 кгс), изгибающий момент в Нм