|
Вытяжные заклепки "Blind rivet" (англ.) - крепежный элемент, который в настоящее время повсеместно используется в фасадных системах с воздушным зазором, или, как их еще называют, вентилируемых фасадах. Системы вентилируемых фасадов прошли на российском рынке большой путь. Появившись в нашей стране около 10 лет назад, они были чем-то вроде экзотики, доступной состоятельным заказчикам. Постепенно рос круг заказчиков, которые выбирали этот вариант для отделки фасада, появлялась дополнительная техническая информация, отрабатывалась система сертификации и контроля качества. На данный момент разработка и монтаж фасадных систем с воздушным зазором является одной из наиболее развитых областей и, одновременно, строго регламентируемых и контролируемых в строительстве. Регламентируются качественные характеристики, проводится сертификация и контролируется применение как самих систем в целом, так и их отдельных элементов: кронштейнов, профилей, кляймеров, утеплителя, финишных материалов, и др.
Однако до последнего времени из всего перечня элементов систем вентилируемых фасадов такой важный элемент, как заклепки, оставался в тени. Информация об их характеристиках была крайне скупа, методики контроля качества не отработаны. В начале 2005 года в рамках ФЦС Госстроя России были начаты работы, целью которых является регламентация применения вытяжных заклепок в строительстве и контроль их применения.
Задачей данной статьи является предоставление объективной информации, позволяющей проектировщикам, производителям и поставщикам систем ВФ, а также и строителям сделать правильный выбор заклепок для конкретной фасадной системы до появления официальных нормативных документов.
Описание заклепок
Для начала немного о самом элементе. На рис.1 изображены вытяжные заклепки с выступающим бортиком (рис.1.а) и потайным (рис.1.б) бортиком.
а) с выступающим бортиком
б) с потайным бортиком
Обозначения:
b - общая длина,
d -диаметр заклепки,
dk - диаметр бортика,
dm - диаметр стержня,
k - толщина бортика,
l - длина тела заклепки,
p - длина выступающей части стержня.
Рис.1. Вытяжная заклепка и ее размеры
Элементы, из которых состоит заклепка, показаны на рис.2 и 3.
1 - торец;
2 - бортик;
3 - ножка;
4 - внутреннее отверстие
Рис. 2. Тело заклепки
1 - головка;
2 - точка разлома;
3 - ножка;
4 - наконечник
Рис. 3. Стержень
Вид заклепки с выступающим бортиком после установки дается на рис.4.а, а с потайным бортиком - на рис 4.б. После установки стержень обламывается и почти полностью удаляется. Его остаток практически не влияет на прочностные характеристики заклепок, но играет роль в вопросах коррозии, что будет рассмотрено ниже
 |  |
а)
1 - бортик; | б)
2 - расклепанная головка |
| Рис. 4. Заклепка после установки |
Виды заклепок.
Заклепки классифицируются следующим образом:
- по типу заклепки,
- по типу бортика,
- по типу материала, из которого изготовлены тело и стержень заклепки.
1. Типы заклепок:
- стандартные заклепки;
- закрытые заклепки;
- лепестковые заклепки;
- рифленые заклепки;
- специальные заклепки и др.
В строительстве используются практически только стандартные заклепки (рис.1).
2. Тип бортика:
- выступающий бортик;
- увеличенный выступающий бортик;
- потайной бортик.
В системах вентилируемых фасадов используются только заклепки с выступающим или увеличенным выступающим бортиком. Каждому диаметру тела заклепки соответствует определенный диаметр бортика. Например, популярному размеру 4.8 мм соответствует диаметр бортика 9,5мм. Но помимо стандартных бортиков бывают и увеличенные, например, для диаметра заклепки 4.8мм могут быть бортики 11, 14 и 16мм.
Заклепки с увеличенным бортиком применяются в основном для крепления
- алюминиевых композитных панелей,
- фасадных панелей из асбесто- и фиброцементных плит.
Эти материалы значительно менее прочные, чем материал заклепки. Увеличенный бортик обеспечивает меньшее давление на материал панелей и плит при нагрузках, "захватывая" большую часть материала.
3. Материал, из которого изготовлена заклепка.
Этот показатель является наиболее важным, т.к. от используемого материала зависят прочностные характеристики заклепок и их стойкость к коррозии.
В производстве заклепок применяются следующие материалы:
- алюминиевые сплавы AlMg 1%, AlMg 3.5%, AlMg 5%,
- оцинкованная углеродистая сталь,
- нержавеющая сталь A 2 (AISI 304)
- медь,
- медно-никелевый сплав.
Причем, тело и стержень заклепки могут быть изготовлены как из одного и того же, так и из разных материалов. На данные момент в строительстве применяются заклепки из следующих материалов (на первом месте указан материал тела заклепки, на втором - стержня):
- так называемые алюминиевые заклепки:
- AlMg1% / оцинкованная сталь,
- AlMg2.5% / AlMg5%,
- AlMg3.5% / оцинкованная сталь,
- AlMg3.5% / нержавеющая сталь,
- оцинкованная сталь / оцинкованная сталь,
- нержавеющая сталь AISI 304 / нержавеющая сталь AISI 304.
Заклепки, изготовленные из перечисленных материалов, обладают различными прочностными и коррозионными характеристиками.
Заклепки "AlMg1%/оцинкованная сталь". К сожалению, это, смею утверждать, наиболее распространенный вид клепок. Заклепки из сплава AlMg1% производятся только в Азии, в Европе они не производятся. Поставляются эти заклепки как напрямую российскими фирмами из Азии, так и через европейских поставщиков. Они предлагаются как "алюминиевые", без уточнения параметров сплава и прочностных характеристик. Указанный сплав обладает очень незначительной прочностью. Производители называют его "мягкий алюминий". Кроме того, существуют серьезные сомнения в коррозионной стойкости этого сплава в городских условиях. Большие вопросы вызывает также использование оцинкованного стержня. Как правило, толщина оцинковки составляет не более 7 мкм. Следует напомнить результаты проведённых ранее исследований фасадных систем с воздушным зазором, согласно которым толщина цинкового покрытия в условиях городской среды уменьшается на 5-7 мкм в год. Значит, через год мы имеем ничем не защищённый стальной стержень. Он активно контактирует с телом заклепки (гальваническая пара), разрушая его. В данный момент ФСЦ Госстроя России пытается запретить применение этих заклепок в строительстве.
Заклепки "AlMg2.5% / AlMg5%" - полностью алюминиевые заклепки. В строительстве они используются для крепления алюминиевых конструкций. При применении данной заклепки отпадает вопрос коррозии стержня, но прочностные характеристики (приведены далее) все же меньше, чем у заклепки c телом из сплава AlMg3.5%
Заклепки "AlMg3.5% / оцинкованная сталь" и "AlMg3.5% / нержавеющая сталь
AISI 304" заложены в Технические свидетельства и рекомендуются практически всеми производителями алюминиевых систем вентилируемых фасадов (другой вопрос, что применяется в итоге на стройплощадке). Они производятся, как правило, в Европе и США.
Эти заклепки обладают достаточными прочностными характеристиками. Проблем с поведением сплава AlMg3.5% в условиях городской среды до сих пор не возникало.
Пока не регламентирован вопрос, но имеет смысл задуматься о том, применять ли алюминиевую заклёпку со стальным оцинкованным стержнем или из нержавеющей стали АISI 304. Как отмечено выше, при использовании стержня из оцинкованной стали цинковое покрытие через год-два оно полностью исчезает, и происходит прямой контакт стали с алюминием, т.е. возникает гальваническая пара и постепенное разрушение тела заклёпки.
Заклепки "оцинкованная сталь / оцинкованная сталь" обладают достаточно высокими прочностными характеристиками и применяются в системах из оцинкованной стали, (например, "Краспан" и "Волна"), а также при монтаже откосов из оцинкованной стали. Применение алюминиевых заклепок в этом случае противопоказано, т.к. алюминий будет иметь открытый контакт со сталью и коррозировать. Открытым, однако, остается вопрос о коррозии самих заклепок, если они не защищены дополнительно.
Заклепки "нержавеющая сталь AISI 304 / нержавеющая сталь AISI 304" становятся все более популярными среди тех участников рынка фасадов, кто не идет на компромиссы в вопросах качества. Эти заклепки являются наиболее прочными, коррозионно-стойкими, удовлетворяющими требованиям пожарной безопасности. Известно, что во всех системах вентилируемых фасадов с керамогранитом разрешено применять кляймеры только из нержавеющей стали А 2. Логическим продолжением этого решения стали рекомендации контролирующих органов, поддержанные многими системщиками. В них предлагается для крепления кляймеров применять только заклепки, изготовленные полностью из нержавеющей стали. Многие системщики поддерживают эти рекомендации.
Возникает резонный вопрос, как определить, качество заклепок, предлагаемых поставщиком, или используется ли на стройке заклепка из требуемого материала? Наиболее надежный способ получить ответ - сдать заклепку на спектральный анализ для определения химического состава материала заклепки. Прочностные характеристики также могут косвенно сказать, какой материал перед Вами. Однако могут быть и более простые методы. Например, известно, что нержавеющая сталь имеет несколько более тусклый цвет по сравнению с оцинкованной сталью и алюминием и не притягивается магнитом. Поэтому взяв магнит, можно определить, что перед Вами - нержавеющая или обычная сталь.
Прочностные характеристики.
Под прочностными характеристиками понимается в первую очередь способность установленной заклёпки (ее тела) выдерживать нагрузки на срез и разрыв. Разные материалы, как уже говорилось, имеют разную прочность.
Ниже даны сравнительные прочностные характеристики основных типов заклёпок в соответствии с европейскими стандартами ISO:
Таблица 1
Механические характеристики вытяжных заклепок "алюминий/алюминий"
| 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 |
250 |
350 |
1100 |
| 3,2 |
500 |
670 |
1800 |
| 4 |
850 |
1020 |
2700 |
| 4,8 |
1160 |
1420 |
3700 |
| 6,4 |
2050 |
2490 |
6300 |
Таблица 2
Механические характеристики вытяжных заклепок "Алюминий AlMg3.5/оцинкованная сталь" и "Алюминий AlMg3.5/нержавеющая сталь"
| 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 |
1 100 |
3 500 |
| 4 |
850 |
1 200 |
1 250 |
1 800 |
5 000 |
| 4,8 |
1 200 |
1 700 |
1 850 |
2 600 |
6 500 |
| 5 |
1 400 |
2 000 |
2 150 |
3 100 |
6 500 |
| 6 |
2 100 |
3 000 |
3 200 |
4 600 |
9 000 |
| 6,4 |
2 200 |
3 150 |
3 400 |
4 850 |
11 000 |
Таблица 3
Механические характеристики вытяжных заклепок "Оцинкованная сталь/оцинкованная сталь"
| 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 |
1 100 |
3 200 |
| 3,2 |
1 100 |
1 200 |
4 000 |
| 4 |
1 700 |
2 200 |
5 800 |
| 4,8 |
2 900 |
3 100 |
7 500 |
| 5 |
3 100 |
4 000 |
8 000 |
| 6 |
4 300 |
4 800 |
12 500 |
| 6,4 |
4 900 |
5 700 |
13 000 |
Таблица 4
Механические характеристики вытяжных заклепок "нержавеющая сталь/нержавеющая сталь"
| 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 |
1 800 |
2 200 |
4 100 |
| 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 |
В таблицах приведены минимальные значения параметров, т.е. фактические результаты должны быть выше. Как правило, в каталогах производители дают не приведенные минимальные значения, а среднеарифметические максимальные, взятые на основе проводимых производителями периодических испытаний. Однако вряд ли стоит полагаться на эти максимальные значения. Дело в том, что применяемые сплавы, от которых зависит прочность заклепок, имеют свои допуски по химическому составу. Например, сплав AlMg 3.5% имеет допустимые значения содержания магния 3.1 - 3.8%. И заклепки, изготовленные из материала разных партий, могут иметь различные характеристики. Поэтому наиболее точным ответом на вопрос о выдерживаемых нагрузок является проведение отдельных испытаний и предоставление соответствующих протоколов. Подобные испытания уже активно проводятся в России соответствующими лабораториями. При этом испытания проводятся по европейской методике, изложенной в стандарте ISO 14589.
Сертификация и стандарты.
1. Сертификаты
К сожалению, наличие обязательного сертификата соответствия по системе ГОСТ-Р не является гарантией качества, вне зависимости от того, выдан ли он на партию, контракт или на серийное производство. Сертификат выдаётся на соответствие ГОСТ 10304-80, который является ГОСТом на забивные заклёпки, т.е. совсем на другую продукцию, технические характеристики которой не имеют нечего общего с используемым в фасадных системах крепежом.
2. Сертификат ISO системы контроля качества (ISO 9001:2000) фабрики-производителя показывает, что поставщик продукции работает с производителем качественной продукции. В 99% случаев продавцы дешёвой продукции не только не покажут Вам сертификат ISO фабрики-производителя, но и не скажут, где она была произведена. Не найдёте Вы этой информации и на упаковке. Однако сертификат системы контроля качества ISO даёт общую информацию об уровне производителя, но не о том, какие заклёпки применить для того или иного технического решения.
Для принятия решения о применении того или иного типа заклепки необходима полная информация о материале, из которого она изготовлена, и ее прочностных характеристиках по результатам проведенных испытаний. Для того чтобы оценить, соответствуют ли полученные Вами данные нормативным, имеет смысл знать со стандарты, по которым заклепки производятся. Ранее это был единый стандарт DIN 7337, который после его отмены был заменен стандартами ISO:
ISO 14588:2000 "Вытяжные заклепки: терминология и определения"
ISO 14589:2000 "Вытяжные заклепки: механические испытания"
ISO 15977:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и выступающим бортиком AlA/St"
ISO 15978:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и потайным бортиком AlA/St"
ISO 15979:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и выступающим бортиком St/St"
ISO 15980:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и потайным бортиком St/St"
ISO 15981:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и выступающим бортиком AlA/AlA"
ISO 15982:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и потайным бортиком AlA/AlA"
ISO 15983:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и выступающим бортиком A2/A2"
ISO 15984:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и потайным бортиком A2/A2"
ISO 16582:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и выступающим бортиком Cu/St или Cu/Br или Cu/SSt"
ISO 16583:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и потайным бортиком Cu/Br или Cu/SSt"
ISO 16584:2002 "Вытяжные заклепки с открытым торцом, отрывным стержнем и выступающим бортиком NiCu/St или NiCu/SSt"
Экономия.
И последний вопрос по экономии. Он получается весьма интересным.
Результаты довольно грубого расчёта, выполненного в предположении, что в среднем на 1м2 фасада используется 20 заклёпок (в зависимости от фасадной системы, материала облицовки и фасада), приведены в таблице 5.
Таблица 5
| Тип заклёпки |
Размер |
Цена $ / 1000шт., около |
Цена на 1м2 фасада |
| Алюминий AlMg1% / сталь (недопустимый вариант) |
4,8 х 12,0 |
9$ |
0,18 |
| Алюминий AlMg 3,5% / сталь |
4,8 х 12,0 |
20$ |
0,40 |
| Алюминий AlMg 3,5% /нержавеющая сталь |
4,8 х 12,0 |
60$ |
1,20 |
| Нерж.сталь / нерж.сталь |
4,0 х 12,0 |
82$ |
1,64 |
Как видно, "экономия" на самом дешевом варианте не превышает 1,5$ по сравнению с самым дорогим вариантом. А обычно речь идет об экономии 0,2 - 1$/м2. И это на элементах, которые несут на себе фасад стоимостью от 70$-100$/м2 и выше. Ясно, что такая экономия себе дороже.
|
