На главную страницу портала Know-House.Ru
ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОТЕКА по строительству
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ "НОУ-ХАУС.ру" На главную страницу   Карта сайта
Новости от НOУ-ХАУС.ру | Форум по строительству | Объявления | Реклама у нас | Наши координаты | Карта сайта
 

Новости в формате rss:
Строительство:
экспорт новостей

Виджет - новости строительства


Подпишитесь на нашу рассылку!
KNOW-HOUSE.RU строительные материалы и технологии
Subscribe.ru




 

Заклепки: типичные ошибки и контроль качества

по материалам журнала
"Технологии строительства"

Заклепка - относительно небольшой, но очень важный конструктивный элемент, который служит для скрепления компонентов фасадной системы. Ее устойчивость к негативным воздействиям окружающей среды и прочностные характеристики определяют степень надежности крепежного узла, а, стало быть, влияют на качество и долговечность всей НФС. В статье, предлагаемой вниманию читателя, речь пойдет о типичных ошибках, совершаемых на различных стадиях реализации проекта (при проектировании, подготовке технической документации, поставках и монтаже), и возможных методах контроля качества этого элемента крепежа.

Сначала напомним о самом элементе. Это важно, поскольку на практике существует некоторая путаница с терминами. Вытяжная заклепка (с выступающим бортиком - тип заклепки, используемой в строительстве), ее составные части и размеры детально изображены на рис. 1, 2, 3, 4.

Иногда в коммерческих предложениях и технической документации системщиков и строителей встречается словосочетание “потайная заклепка”. Наиболее вероятная версия его происхождения - неправильный перевод с английского blind rivet. Путаницу вносит и тот факт, что согласно терминологии ИСО и принятым среди продавцов крепежа обозначениям, существует понятие “вытяжная заклепка с потайным бортиком” (рис. 5).

Такую заклепку для краткости иногда называют “потайной”. Ее использование предполагает, что отверстие в скрепляемом материале (в нашем случае - в кронштейне, направляющей или облицовочном материале) развальцовывается под углом 120°. В строительной практике подобные заклепки используются крайне редко. Реально предлагаются и применяются системщиками и строителями вытяжные заклепки с выступающими бортиками (рис. 1).

Составные части вытяжной заклепки с выступающим бортиком

Тело заклепки. Применительно к этой части заклепки достаточно часто используются названия “корпус”, “втулка”, “гильза”, “цилиндр”. Внесем ясность: это та часть заклепки, которая после ее установки выполняет несущие функции (рис. 2).

Бортик (рис. 2 и 4). Можно встретить также термины “головка”, “головка тела”, “шляпка” и даже “юбка”. Толщина и диаметр бортика играют важную роль в характеристиках прочности на разрыв или вырыв заклепки (что не одно и тоже).

Увеличенный бортик. (Возможен вариант “широкий бортик”). У каждой стандартной заклепки имеется бортик стандартного размера. Например, заклепки наиболее популярного диаметра 4,8 мм изготавливаются с бортиком 9,5 мм, заклепке диаметром 4 мм соответствует бортик 8 мм. Но в ряде случаев (при фиксации мягких материалов) применяются заклепки с бортиком увеличенного диаметра (по сравнению со стандартным). Как правило, это диаметры 11,14 или 16 мм.

Стержень (рис. 3). (Некоторые предпочитают названия “стержень-гвоздь”, “сердечник”). Элемент заклепки, который играет важную роль при ее установке и в период эксплуатации системы может повлиять на характеристики коррозионной стойкости крепежного узла.

Наиболее типичные ошибки при использовании заклепок в строительстве.
Ошибки, совершаемые на стадии проектирования и подготовки технической документации.

Наименование материала, из которого изготовлена заклепка. В документации должен указываться материал тела заклепки и ее стержня. При этом необходимо называть конкретный сплав и по возможности приводить химический состав этого сплава. На практике же чаще всего указывается что-то типа “алюминиевая заклепка”, “заклепка из алюминиевых сплавов”, “коррозионностойкая сталь”, “стальная заклепка” и т.д. Порой встречаются и очевидные противоречия. В одном и том же документе сначала можно встретить наименование “стержень из коррозионностойкой стали” (какой именно?), а затем, в следующей таблице - “стальной стержень-гвоздь”. То есть в первом случае имеется в виду заклепка AL/A2, а во втором - Al/St. Почему-то точное указание сплавов, что давно принято при маркировке остальных конструктивных элементов вентилируемого фасада - кронштейнов, направляющих, кляммеров и т.д., - в ситуации с заклепками не практикуется. А зря, поскольку устойчивость к коррозии и прочностные характеристики заклепки в значительной степени зависят от химического состава сплава, из которого она изготовлена. Рассмотрим пример с алюминием. За рубежом согласно требованиям европейских стандартов при производстве заклепок используется сплав 5154, так называемый AlMg3,5%. В России же повсеместно применяется заклепка, изготавливаемая из сплава AlMg1%. Оценить прочностные характеристики заклепок с телом из AlMg3.5% и АlМg1% помогут таблицы 1 и 2, в которых приведены результаты лабораторных испытаний этих заклепок на срез и разрыв.

Прочностные характеристики заклепок. К числу типичных ошибок, совершаемых как при внесении системщиками данных в технические свидетельства на систему, так и при проектировании, относится использование прочностных характеристик, приведенных в каталоге производителя заклепок. Однако каталог не является нормативным документом. В каталогах даются усредненные значения результатов испытаний, которые производились изготовителем продукции. Но в действительности прочностные характеристики могут быть как ниже, так и выше значений, указанных в каталогах. Пример: показатель прочности заклепок в значительной степени зависит от качества сырья, из которого они изготовлены.



Ранее упомянутый сплав 5154 имеет допуски по содержанию магния 3,1-3,9% (чем выше % магния, тем прочнее сплав). Поскольку сплавы разных партий могут отличаться по количеству содержащегося в них магния, то и показатели прочности изготовленных их этих сплавов заклепок будут неодинаковыми. То же самое можно сказать и об остальных материалах. Поэтому правильнее ориентироваться на нормативные документы - стандарты ISO регламентирующие, а также на минимально допустимые показатели по прочности (табл. 3; 4; 5).

Прочностные характеристики узла с заклепкой. Этот момент зачастую неправильно понимается или просто игнорируется. Как правило, в технической документации приводятся прочностные характеристики на срез и разрыв самой заклепки. Но, во-первых, прочность на разрыв самой заклепки и прочность на разрыв узла - не одно и то же. При испытаниях самой заклепки по методике ISO 14589 используется оснастка из материалов заведомо более прочных, нежели сама заклепка. Поэтому происходит разрыв самой заклепки, а не вырыв ее из оснастки. В случае же с системами вентилируемых фасадов компоненты системы наоборот могут оказаться менее прочными по сравнению с заклепками. Прежде всего, это относится к системам с подконструкциями, изготовленными из алюминиевых сплавов (в основном АД-31, 6060, 6063) и навесными алюминиевыми композитными панелями, прочность которых меньше прочности алюминиевых (из сплава AlMg3,5%) заклепок. В результате происходит вырыв заклепки из скрепляемых ею материалов. Чтобы исключить риск возникновения подобных проблем используют заклепки с увеличенным бортиком, благодаря которому происходит перераспределение нагрузки на большую площадь и повышается прочность всего узла. Но точные данные можно получить только в ходе испытаний всего узла в целом.

Во-вторых, следует определять запас прочности, и в проект закладывать предельно допустимые значения с учетом этого запаса. (Аналогично ситуации с анкерными дюбелями, для которых определен запас прочности 5-7).

Коррозионная стойкость. К категории наиболее проблемных в отношении устойчивости к воздействиям агрессивных сред относятся заклепки Al/St со стержнем из оцинкованной стали и заклепки St/St из оцинкованной стали.

Заклепки Al/St с телом из сплава AlMg3,5% и стержнем из оцинкованной стали достаточно широко используются отечественными производителями систем НВФ. Серьезные зарубежные фирмы, как правило, применяют заклепки из нержавеющей стали А2/А2 или Al/A2 со стержнем из нержавеющей стали и телом из сплава 5154. Почему? Ответ прост. Толщина цинкового покрытия стержня заклепки составляет 5-7 мкм. Однако при эксплуатации НВФ в городских условиях толщина цинкового покрытия ежегодно уменьшается на 5-7 мкм. Стало быть, через год, максимум через два в теле алюминиевой заклепки останется ничем не защищенный стальной стержень. Сочетание “сталь-алюминий” вызовет электрохимическую реакцию, в результате которой коррозия алюминия многократно ускорится, и прочностные характеристики заклепочного соединения существенно снизятся.

Примерно по той же схеме будет разрушаться цинковое покрытие заклепки St/St, a потому ее тело через год или два тоже начнет коррозировать. Для дополнительной защиты крепежного узла европейские производители предлагают увеличивать толщину цинкового покрытия до 8 мкм и покрывать заклепку специальным гидролаком, что существенно сказывается на ее стоимости. Поэтому на российский рынок поставляются в основном стандартные стальные оцинкованные заклепки. При желании их можно обработать защитным составом (как оцинкованные направляющие), но на практике этого никто не делает.

Совместимость материалов. Один из основных показателей совместимости материалов - невозможность протекания электрохимической реакции между компонентами системы. Наиболее распространенная ошиб ка - использование в НФС материалов, которые при контакте образуют гальваническую пару (например, алюминиевые заклепки + стальные направляющие и кронштейны). На данный момент этот вопрос скорее уже относится к разделу “брак при монтаже”, так как в последнее время разработчики систем и контролирующие органы уделяют вопросам коррозии гораздо более пристальное внимание.

Толщина соединения. Длина заклепки должна подбираться в зависимости от толщины скрепляемых материалов. Диапазон толщин, при котором допускается использовать ту или иную заклепку, можно узнать у поставщика заклепок. Но иногда длина заклепки выбирается с запасом. Почему-то считается, что это "не помешает, что будет прочнее". Это заблуждение: будет не прочнее, а скорее -наоборот. Ведь производители не зря дают свои рекомендации, и их следует принимать во внимание.

Ошибки и нарушения при поставках и монтаже

Использование заклепок AlMg1%/сталь. Как уже упоминалось выше, использование этих заклепок недопустимо в НВФ. Но их по-прежнему продолжают широко применять ввиду дешевизны. Причин, как видится, две:

1. Отсутствие четкого указания на сплавы, из которых должны изготавливаться заклепки. В этой ситуации монтажники руководствуются принципом "если разницы не видно, зачем платить больше".

2. Сознательная подмена в расчете на то, что контролирующие органы ее не заметят.

Использование заклепок AlMgЗ,5%/сталь вместо заклепок AlMg3.5%/нерж.сталь, определенных технической документацией. Проблемы со стержнем из оцинкованной стали уже рассматривались выше. Из года в год увеличивается количество систем НВФ, в которых "прописаны" заклепки AlMgЗ,5%/А2 со стержнем из нержавеющей стали А2, но монтажники нередко пренебрегают регламентирующими документами и покупают заклепки AlMg3,5%/St, которые минимум в 2,5 раза дешевле. Расчет прост - не специалисту по металлам трудно определить (особенно тогда, когда заклепка уже установлена, и стержень едва виден), что стержень изготовлен не из нержавеющей, а из обычной стали.

Крепление кляммера из нержавеющей стали при помощи алюминиевой заклепки (заклепка должна быть тоже из нержавеющей стали). В системах с керамогранитной облицовкой в целях пожарной безопасности разрешается применять только стальные (из нержавейки) кляммеры. В недалеком прошлом для их крепежа использовались преимущественно алюминиевые заклепки, что резко понижало пожарную безопасность системы. В последнее время этот вопрос решается контролирующими органами исключительно в пользу заклепок из нержавеющей стали. Хотя на практике это требование нередко нарушается.

Применение заклепки существенно меньшего диаметра по сравнению с диаметром отверстия. Эта проблема чаще всего возникает при закреплении кляммеров. В нормативах ISO четко указано, что диаметр отверстия под заклепку должен быть на 0,1 -0,2 мм больше диаметра самой заклепки. Увеличение этой разницы может негативно повлиять на прочностные характеристики установленной заклепки. У производителей систем данный вопрос тщательно продуман. Когда же начинаются "творческие поиски" путей удешевления фасада и по этой причине отдельные элементы системы, например те же кляммеры, приобретаются не у разработчика системы, а у случайных людей, размер отверстий в кляммере может существенно отличаться от диаметра заклепок.

Крепление композитных панелей при помощи заклепок со стандартным бортиком. Серьезные производители/поставщики алюминиевых композитных панелей рекомендуют использовать заклепки с увеличенным (11 мм и 14 мм) бортиком. Например, при листовом методе крепления панелей можно использовать заклепки с бортиком не менее 14 мм. Поскольку заклепки со стандартным бортиком дешевле, эти рекомендации из соображений экономии сознательно нарушаются. Результаты такой экономии - смятый заклепкой композит - можно увидеть сразу же после монтажа (см. фото). Однако при сильных ветровых нагрузках следует ожидать и более серьезных последствий вплоть до разрушения крепежного узла.

Регламентирующие документы: o Российские сертификаты соответствия по системе ГОСТ-Р. Это документ, который обычно предъявляют поставщики заклепок. На самом деле сертификат соответствия заклепок ГОСТу 1 0304-80 никоим образом не является документом, подтверждающим их качество и пригодность для использования в системах НВФ. ГОСТ 10304-80 разработан для забивных заклепок, у которых очень мало общего с вытяжными заклепками.

  • Стандарты ISO. Это основные регламентирующие документы, определяющие такие важные характеристики самих заклепок, как типы материалов (но не конкретные сплавы и их химический состав), размеры с допусками, рекомендуемые толщины соединений, проч-ностные характеристики и другие.

  • Внутренние стандарты производителя. Ряд вопросов все же не нашел отражение в ISO. Например, конкретные сплавы, из которых изготавливаются заклепки, их химический состав. Также нет отдельных ISO на заклепки Al/A2 (только на Al/St) и на заклепки с увеличенным бортиком. Эти параметры регламентируются внутренними стандартами производителя. Получить их всегда можно у поставщиков качественного крепежа.

  • Добровольная сертификация. Протоколы испытаний. Подтверждением качества поставляемых заклепок могут быть протоколы испытаний по основным параметрам,определенные в стандартах ISO, а также выданные на их основе добровольные сертификаты на соответствие стандартам ISO. Проверять необходимо как минимум по 5 образцов каждого вида по каждой характеристике (размеры, разрушающая нагрузка на срез, разрыв и другие). Также производителем при испытаниях должны указываться не просто типы заклепок (Al/St, Al/A2, St/St, A2/A2), но и наименование и химический состав сплавов, из которых эти заклепки изготовлены. Стоит также особо подчеркнуть, что лаборатория, проводящая такие испытания, должна иметь необходимое оборудование, оснастку и в совершенстве владеть методиками испытаний. Все это подробно регламентировано в ISO 14589:2000 “Вытяжные заклепки. Механические испытания”. В противном случае результаты испытаний нельзя считать достоверными.

  • Техническое свидетельство (свидетельство об оценке технической пригодности) на систему НВФ). Техническое свидетельство на систему является документом, в котором четко регламентировано, какие конструктивные элементы можно использовать. Но из-за недостатка информации по заклепкам именно по этому компоненту системы до сих пор встречаются недоработки и противоречия (см. выше).

  • Техническое свидетельство на заклепки. Этот документ, по всей вероятности, со временем станет базовым, вмещающим в себя не только стандарты ISO и внутренние стандарты производителей, но и рекомендации по применению, результаты дополнительно проведенных испытаний, исследований. Появление такого серьезно проработанного документа поможет добросовестным участникам рынка и отсеет бракоделов.

    Таблица 1. Результаты испытаний на срез и разрыв заклепок с телом из AlMg3,5%

    Наименование изделия

    Заклепка Al/St
    Норма на разрыв, не менее, (Н) Разрушающая нагрузка на разрыв, (Н) Норма на срез, не менее, (Н) Разрушающая нагрузка на срез, (Н)
    1700 2825 1200 2165
      3096   2145
      2668   2098
      3044   2170
      2910   2140
      Ср.знач.   Ср.знач.
      2909   2144

    Таблица 2. Результаты испытаний на срез и разрыв заклепок с телом из AlMg1%

    Наименование изделия

    Заклепка Al/St
    Норма на разрыв, не менее, (Н) Разрушающая нагрузка на разрыв, (Н) Норма на срез, не менее,
    (Н)
    Разрушающая нагрузка на срез, (Н)
    1700 1275 1200 825
      1055   638
      1302   645
      1330   868
      1271   750
      Ср.знач.   Ср.знач.
      1247   745

    Таблица 3. Механические характеристики вытяжных заклепок “нерж.сталь/нерж.сталь” (по ISO 15983)

    Номинальный диаметр, (мм) Тело заклепки Усилие на разрыв стержня,не более, (Н)
    Разрушающая нагрузка на срез, не менее, (Н) Разрушающая нагрузка на разрыв, не менее, (Н)
    3 1800 2 200 4100
    3,2 1 900 2 500 4 500
    4 2 700 3 500 6 500
    4,8 4 000 5 000 8 500
    5 4 700 5 800 9 000

    Методы контроля качества

    До появления комплексного документа - технического свидетельства (свидетельства об оценке технической пригодности) на заклепки - хотелось бы порекомендовать следующие методы контроля качества этого элемента крепления:

    • предоставление поставщиком копий протоколов испытаний на прочностные характеристики заклепок и письменных рекомендаций по использованию заклепок в конкретных узлах;
    • предоставление поставщиком информации о материалах, из которых изготовлена заклепка, что позволит, сравнив эту информацию с требованиями нормативных документов, убедиться в том, что поставляемая продукция им соответствует;

    •химический анализ материалов, из которых изготовлена заклепка. Лаборатории, в которых можно провести такой анализ, взяв заклепку чуть ли не со строительной площадки, имеются практически в каждом городе. Стоимость такой процедуры невелика, а результат очень важен, поскольку от химического состава материала напрямую зависят прочностные характеристики заклепок и показатели их коррозионной стойкости;

    • проверка размеров. В данном случае речь идет не о проверке номинальных размеров, (например, 4,8 или 3,2), а о проверке реальных размеров и сравнении полученных результатов с нормативами на допуски, закрепленными в стандартах ISO. Если размеры превышены, заклепка может просто не пройти в отверстие, например, кронштейна или кляммера. Если размеры меньше допустимых значений, это может повлиять на прочностные характеристики крепежного узла. Определение фактических размеров и химического состава с большой вероятностью позволит, сравнив показания стребованиями нормативных документов, определить, будет ли заклепка соответствовать заявленным прочностным характеристикам или нет;
    • проведение лабораторных испытаний на проверку прочностных характеристик заклепок поставленной партии. (Особенности таких испытаний были рассмотрены выше).

    Таблица 4. Механические характеристики заклепок “алюминий AlMgЗ,5%/сталь” и “алюминий AlMgЗ,5%/нерж.сталь” (по ISO 15977)

    Номинальный диаметр, (мм) Тело заклепки Усилие на разрыв стержня, не более, (Н)
    для заклепок класса L (с телом из сплава AlMg3,5%) для заклепок класса Н
    Разрушающая нагрузка на срез, не менее, (Н) Разрушающая нагрузка на разрыв, не менее, (Н) Разрушающая нагрузка на срез, не менее, (Н) Разрушающая нагрузка на разрыв, не менее, (Н)
    2,4 250 350 350 550 2 000
    3 400 550 550 850 3 000
    3,2 500 700 750 1100 3 500
    4 850 1 200 1250 1800 5 000
    4,8 1 200 1700 1850 2 600 6 500
    5 1400 2 000 2150 3100 6 500
    6 2100 3 000 3 200 4 600 9 000
    6,4 2 200 3150 3 400 4 850 11000

    Таблица 5. Механические характеристики заклепок “сталь/сталь” (по ISO 15979)

    Номинальный диаметр, (мм) Тело заклепки Усилие на разрыв стержня, не более, (Н)
    Разрушающая нагрузка на срез, не менее, (Н) Разрушающая нагрузка на разрыв, не менее, (Н)
    2,4 650 700 2 000
    3 950 1100 3 200
    3,2 1100 1200 4 000
    4 1700 2 200 5 800
    4,8 2 900 3100 7 500
    5 3100 4 000 8 000
    6 4 300 4 800 12 500
    6,4 4 900 5 700 13 000





  •  
      ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ "НОУ-ХАУС" На главную страницу   Карта сайта
    Copyright 2000-2017 © www.know-house.ru. All rights reserved.

    Рейтинг@Mail.ru