В строительной литературе и периодике достаточно много говорится о различных материалах для утепления фасадов, подробно описываются их технические и эксплуатационные характеристики. Значительно меньше внимания уделяется непосредственно технологии крепления теплоизоляции на фасадах зданий и крепежным элементам, используемым в ходе этих работ. При этом существует огромная номенклатура крепежных элементов с узко специализированным применением. И замена одного вида крепежа на другой по принципу: «лучше, что дешевле» может привести к серьезным проблемам, как в ходе строительных работ, так и в процессе эксплуатации здания.

В связи с этим назрела необходимость в рамках рубрики «Системы теплоизоляции»» подробнее поговорить именно о крепеже.

Какова стена, таков и крепёж

Материал стены определяет выбор крепежных элементов. Это аксиома. Под каждый из видов материалов, будь то: бетон, плотнотелый кирпич, пустотелые кирпичи и блоки, имеющие плотную структуру, плотнотелые и пустотелые материалы с пористой структурой, тонкостенные строительные плиты –  разработаны специальные конструкции крепежа, обеспечивающие решение целого ряда проблем. Сюда входит: фиксация слоя утеплителя,  предотвращение возникновения мостиков холода, сопротивление воздействию  агрессивных сред и т.д.  Иначе говоря, каждый вид крепления «заточен» под максимально эффективное выполнение конкретных задач в четко определенных условиях эксплуатации.

Основным крепежным элементом является дюбель. Известно, что это название пришло из немецкого языка, и означает: «закреп», «шип». Первоначально в качестве дюбеля использовались деревянные пробки. При всем почтении к этому природному материалу, можно сказать, что  дерево не было оптимальным крепежным элементом. Оно трескается, изменяет свой объем в зависимости от влажности, может быть поражено грибками и т.д. Современный дюбель – это полая гильза, изготовленная, как правило, из полимерного материала с шипами различной формы, расположенными по её внешней поверхности и наличием анкерной (распорной части).

По технологии, обычно, дюбели вставляются в предварительно просверленное отверстие и закрепляются в нем распорным элементом -  гвоздем или шурупом. Таким образом, гвоздь или шуруп выполняют сразу две функции: закрепляют на стене слой утеплителя,  а в стене – дюбель.

Существуют четыре способа закрепления ( анкеровки) дюбеля: силой трения, по форме, спайкой, инъецированием . Каждый из них рассчитан на определенный вид материала.

Дюбель крепит

Анкеровка силой трения -  один из наиболее используемых видов крепления дюбеля.  Когда в дюбель вкручивается шуруп или забивается гвоздь, распорная часть полой гильзы расходится, плотно прижимается  к стенкам отверстия и за счёт силы трения компенсирует внешнее тяговое усилие.

Этот вид крепления применяется в плотнотелых кирпичах и блоках, имеющих плотную либо пористую структуру.

Для ячеистых бетонов, зачастую единственно возможным способом анкеровки является закрепление дюбеля по форме. Сам материал имеет внутренние полости, большие по размеру, чем диаметр входного отверстия. В это случае, при вворачивании, шуруп как бы накручивает на себя внутреннюю часть дюбеля, что приводит к его расширению. В результате в полости несущего материала появляется пробка, превосходящая по величине диаметр входного отверстия. Именно она и противостоит внешнему тяговому усилию.

Для бетонных стен рациональнее использовать метод  анкеровки спайкой материалов.  В этом случае применяются дюбели с гвоздеобразным наконечником из закаленной стали.

С помощью порохового заряда или пневматического воздействия создается ударное усилие. При сопротивление бетона движению наконечника, кинетическая энергия переходит в тепловую. Сталь наконечника подплавляется и происходит спаивание материала стены со сталью. Это, своего рода, динамическая сварка и создает условия для возникновения достаточного сопротивления усилию на отрыв.

При работе с монолитными стенами такой способ анкеровки утеплителя значительно сокращает потери времени на его монтаж.

И, наконец, наиболее редкий вариант – акнеровка инъецированием. Этот вид крепления практически не применяется при фасадных работах, но для более полного освещения темы, мы рассмотрим и его.

При инъцировании в отверстие вводится желеобразная масса из искусственной смолы или раствора. При застывании она образует прочное соединение с материалом стены. Применять этот метод  на больших площадях не целесообразно из-за увеличения стоимости и времени выполнения монтажных работ.

Его характер

Какими качествами должен обладать дюбель? Сами по себе условия работы крепежа, диктуют достаточно жесткие требования к его качествам. Дюбель должен соответствовать требованиям по максимально допустимым механическим нагрузкам, обладать высокой устойчивостью к перепаду температур, демонстрировать высокое сопротивление коррозии, быть морозоустойчивым и пожароустойчивым. Это, в свою очередь, диктует выбор материала.

По материалу, из которого он изготовлен, крепеж делится на: металлический и полимерный.

Закрепление металлических дюбелей происходит  за счет изменения формы внутри отверстия в стене. По типу крепления металлические дюбели делятся на  анкерные болты, анкеры забивные и анкеры с внутренней резьбой.  Этот вид крепежа чаще всего используется для крепления подсистем навесных фасадов.

Сами дюбели изготавливаются из нержавеющей и оцинкованной стали. Поскольку закрепление изделия чаще всего связано с его деформацией, то, естественно, дюбели из нержавеющей стали имеют более высокие эксплуатационные характеристики  из-за их лучшей коррозийной устойчивости.

Гильзы полимерных дюбелей изготавливаются из полиэтилена, полипропилена и полиамида.  Полиамидным и полиэтиленовым дюбелям следует отдавать предпочтение в тех случаях, когда требуется высокая устойчивость к воздействию низких температур и щелочной среды.

У полимерных материалов есть свои плюсы и свои минусы. Плюсом, и очень большим, является то обстоятельство, что дюбель из полимерных материалов не может стать мостиком холода. Правда, для лучшей теплоизоляции шляпки стальных распорных элементов (гвоздей      или шурупов) должны так же выполняться из полимеров.

К минусам нужно отнести эффект, так называемой временной релаксации. Под этим красивым термином скрывается  довольно неприятный эффект текучести материала, вызывающий со временем значительное снижение прочностных характеристик.

Временная релаксация дюбелей из полиэтилена и полиамида – незначительная. Максимально она может достигнуть 20%.

Гораздо хуже дело обстоит с полипропиленом. По данным кафедры «Техника пластмасс» университета Фридрих-Александр г. Нюрнберг, прочность дюбелей из полипропилена со временем уменьшается в 4-5 раз.

Отсюда два вывода.

Первый. Ни в коем случае недопустимо заменять заложенные в проекте материалы на более дешевый полипропилен. Это наверняка приведет к деформации конструкции фасада. Причем достаточно скоро.

Второй. Для обеспечения того же срока службы конструкции,  количество крепежных элементов из  полипропилена должно быть в 2-4 раза больше, чем при использовании дюбелей из полиэтилена или полиамида.