Крепеж для теплоизоляции

В современном строительстве, если к выбору теплоизоляционных материалов проектировщики и строители подходят со всей серьезностью, то вопросам выбора крепежа для многослойных фасадных систем утепления внимания уделяется недостаточно. Между тем, крепеж определяет долговечность работы системы в целом, её теплотехнические характеристики, а в «мокрых» фасадах еще и эстетику здания.

Основная задача тарельчатого дюбеля – надежно закрепить теплоизоляционный слой на основании. В системах с «мокрым» фасадом к этой задаче добавляется задача удержания штукатурного слоя. При этом следует понимать, что надежное крепление должно обеспечиваться на весь период эксплуатации фасадной системы.  Именно от тарельчатых дюбелей во многом зависит, выдержит теплоизоляция возложенную на нее нагрузку или нет.

Дюбель (от нем. Dubel – закреп, шип) представляет собой полую гильзу с анкерующей (распорной) частью. Как правило, дюбель происходит в процессе введения в него (забивания или ввинчивания) металлического или усиленного полимерного распорного элемента (в виде шурупа, специального гвоздя, и т.п.). Фасадные дюбели сразу комплектуются необходимыми распорными элементами, т.е. представляют собой совместную систему гильзы и гвозде- или шурупообразного элемента.

Тарельчатый дюбель состоит из тарельчатого элемента и распорного стержня (забивного или закручивающегося). Тарельчатый элемент можно условно разделить на три части, каждая из которых выполняет свою функцию. Фиксацию элемента в стене здания обеспечивает распорная зона. Рядовая зона гильзы соответствует толщине фиксируемой теплоизоляции, а держатель тарельчатого элемента прижимает теплоизоляцию.

Современный дюбель пришел на смену широко применявшейся в строительстве деревянной пробке. Раньше при необходимости прикрепление к стене каких-либо тяжелых предметов в стене делалось отверстию Затем в него загонялась деревянная пробка, в которую ввинчивался шнур или вбивался гвоздь. Этот простой и проверенный способ обладал, однако, серьезным недостатком: древесина при изменении влажности воздуха меняла свои размеры, со временем разрушалась, а вместе с этим ухудшалась и надежность крепления. С изобретением полимерной гильзы для дюбеля положение дел существенно изменилось в лучшую сторону.

Конструктивно у любого тарельчатого дюбеля есть три рабочих элемента:

1. гильза – анкерный элемент, погружаемый в основании, который при распоре создает в        основании необходимые напряжение и обеспечивает важнейшую характеристику – усилие на вырыв дюбеля из основания;
2. распорный элемент – элемент, за счет которого происходит «распор» гильзы в основании и одновременно удерживается тарельчатый элемент;
3. тарельчатый элемент – элемент, который удерживает слой теплоизоляции, а в «мокрых» фасадах и штукатурный слой.

Анкерный элемент дюбеля Wkret-Met изготовлен из полиамида (нейлона). Полиамид из всех, известных пластмасс, имеет максимальную прочность, за счет чего обеспечивает максимальное усилие при выдергивании дюбеля из бетона – более 1,5 кН (150 кгс).

Анкерный элемент дюбеля Interfix изготовлен из полипропилена. Прочность у полиэтиленов (усиление на вырыв дюбеля с полиэтиленовой гильзой) обычно не превышает 70-80 кгс, релаксационная способность у полипропиленовой гильзой сразу после установки не превышает 90-110 кгс, после одного года эксплуатации – 45-50 кгс). Следует также отметить повышенную хрупкость обычных (немодифицированных) полипропиленов при низких температурах.

Наиболее важные элементы распорных пластмассовых дюбелей  и их функции:

Рассеченная концевая часть – обеспечивает минимальные усилия для собственной деформации дюбеля;

Стопорные элементы (элероны, усы, выпуклости) – удерживают дюбель от проворачивания на начальной стадии закрепления;

Элементы внутреннего центрирования  шурупа (специально сформированный осевой канал) – для устойчивого осевого направления шурупа;

Элементы анкерной фиксации в стеновом материале (уступы разной формы, не выходящие  диаметр дюбеля) – для зацепления за стенки отверстия  в стеновых материалах, деформируемых при закреплении;

Начальная не распорная часть, определяющая диапазон возможных диаметров шурупов и предохраняющая верхний слабый слой стенового материала от разрушения;

Бортик (головка) – препятствует проскальзыванию дюбеля в глубь отверстия.

Приведем некоторые требования к тарельчатым дюбелям с точки зрения совместимости с другими элементами фасадной системы.

Стойкость к коррозии
Перенос «точки росы» из несущей стены здания в слой теплоизоляции, т.к. образующийся конденсат практически не оказывает вредного влияния на утеплитель. В первую очередь конденсация влаги происходит на гильзе дюбеля, особенно на металлическом распорном элементе, в результате чего, распорный элемент постоянно находится в неблагоприятной для него среде с повышенной влажностью. В связи с таким условиями «микроклимата» он должен быть изготовлен из нержавеющей или оцинкованной стали, а входное отверстие гильзы дюбеля должно быть герметично закрыто, чтобы исключить воздухообмен и не допустить проникновения влаги снаружи.

Теплопроводность
Использование дюбелей с коэффициентом теплопроводности выше 0,004 Вт/К негативно отражается на работе всей системы и приводит к снижению ее морозостойкости. Это объясняется том, что места установки дюбеля оттаивают быстрее, нежели остальной фасад, что приводит к возникновению напряжений, в результате чего образуются трещины на поверхности. Также в теплый период года, после выпадения росы, эти места высыхают быстрее и становятся видимыми. Кроме того, со временем (в местах установки дюбелей) образуются пятна, т.к. процесс загрязнения фасада протекает неравномерно из-за постоянно существующей разницы во влажности его поверхности.

Стойкость гильзы дюбеля
Материал для гильзы дюбеля должен быть устойчив по отношению к щелочной среде. Для достижения такой устойчивости гильзы дюбелей изготавливаются из различных полимерных материалов. В основном применяют три основных полимера – полипропилен, полиэтилен и полиамид (нейлон). Эти полимеры обладают различной химической стойкостью, морозостойкостью, долговечностью, способностью воспринимать нагрузки. Так, полиамидные и полиэтиленовые дюбели обладают более высокой щелочестойкостью и морозостойкостью, по сравнению с полипропиленовыми. Также весьма существенной характеристикой  полимерных дюбелей являются степень временной релаксации, т.е. изменение во времени максимально допустимой нагрузки из-за текучести материала. Для дюбелей из полипропилена релаксация может достигать гораздо больших величин. Согласно проведенным исследованиям, максимально допустимая нагрузка дюбелей из некачественного полипропилена уменьшается со временем примерно в пять раз. Очевидно, что степень релаксации  является одним  из ключевых  моментов для определения количества дюбелей – чем больше потери со временем допустимой нагрузки, тем больше нужно дюбелей для обеспечения того же срока службы фасадной конструкции.
Дюбели с гильзами из полимерных материалов имеют еще одно полезное преимущество не являются мостиками холода. Только для выполнения этого условия шляпки распорных металлических элементов (из оцинкованной или нержавеющей стали) тоже должно быть выполнены из полимеров.

Адгезия
Поверхность фланца (шляпки) тарельчатого дюбеля должна быть сконструирована таким образом, чтобы обеспечивать высокую адгезию с армирующим слоем. Это цель достигается специальной формой и рельефом шляпки распорного элемента дюбеля. Так, например, рельефная поверхность позволяет армирующей массе прочно зацепиться на поверхности шляпки дюбеля. Отверстия в шляпке способствует прохождению армирующей массы через нее, вхождению в непосредственный контакт и сцеплению с подшляпковым слоем. Специальные полости с обратной стороны шляпки еще больше усиливают сцепление : армирующая масса, проникая через отверстия в шляпке, заполняет более широкие, чем диаметр отверстия, полости. Таким образом, после высыхания армирующий слой образует со шляпкой единое монолитное целое.

Конструктивные особенности
Дюбель как элемент системы наружной теплоизоляции не должен явиться причиной повреждения поверхности уже установленных плит теплоизоляции и образования щелей между ними. В случае применения дюбеля со значительным заглублением распорного элемента необходимо предусмотреть конструктивное решение о закрытии образовавшихся углублений. Иначе в них будет скапливаться к нежелательному эффекту нарушения однородности системы теплоизоляции.

Жесткость фланца
Фланец должен обладать достаточной жесткостью по отношению к гильзе дюбеля. Это необходимо для того, чтобы в процессе установки, а также при дальнейшей работе дюбеля, передача нагрузки происходила по всей площади фланца. При его недостаточной жесткости происходит эффект «вывернутого зонта», что при неблагоприятных обстоятельствах приводит к разрушению системы наружной теплоизоляции.

Герметичность
Надежное герметичное соединение головки распорного элемента и тарельчатого держателя является обязательным условием при использовании тарельчатых дюбелей в мокрых и вентилируемых фасадных системах, т.к. металлические распорные элементы при попадании влаги будут в замкнутом пространстве интенсивно коррозировать, а стеклопластиковые могут существенно снизить прочность.

ПРИМЕНЕНИЕ!

К подготовленной поверхности стены прижимают плиту утеплителя, через утеплитель перфоратором просверливают  отверстие на необходимую глубину. В подготовленное отверстие вставляют дюбель в собранном положении, забивают молотком до упора прижимной шайбы в утеплитель. Дюбель прочно фиксируется за счет расклинивания стержнем гильзы. После установки дюбелей производится оштукатуривание поверхности или устройство навесного фасада.

Количество дюбелей на (1 м в квадрате) ограждающей поверхности, их типы и размеры определяют расчетами на стадии разработки проектно-сметной документации в зависимости от расчетных нагрузок района строительства (эксплуатации) и характеристик утепляющего материала.

Расчет необходимой длины дюбеля производится по следующей формуле: L=H+K+I+W, где L — необходимая длина дюбеля, Н — толщина утеплителя, полученная на основании теплотехнического расчета, K — толщина клеевого состава для приклейки утеплителя, I — длина распорной части дюбеля минимально равная 45 мм, W — сумма фактически определенных отклонений основания здания от вертикали и отклонения плоскости фасада в местах, установок дюбелей. Диаметр установочного отверстия для дюбелей составляет 10+0,35 мм.  

Рекомендации по выбору длинны дюбеля (самые ходовые размеры)

с пластиковым гвоздем

с металлическим гвоздем