A винт представляет собой резьбовой крепеж, который преобразует вращательную силу (крутящий момент) в линейное усилие зажима. Когда винт ввинчивается в подложку, его винтовая резьба разрезает окружающий материал или взаимодействует с ним, втягивая хвостовик винта глубже и сжимая соединяемые материалы вместе. Именно такое соединение резьбы с материалом придает винтам превосходную удерживающую способность по сравнению с гвоздями или скобами, которые полагаются исключительно на трение.
В настилах и строительных конструкциях шурупы используются не только для крепления досок настила к балкам, но также для крепления элементов каркаса, крепления зажимов и кронштейнов к подрамникам, а также для крепления боковых обшивок и облицовок. Универсальность винтовой резьбы означает, что один тип крепежа может выполнять несколько функций соединения в рамках проекта — при условии, что правильный материал, диаметр, длина и тип резьбы подбираются для каждого конкретного применения.
Ключевые компоненты винта
- Руководитель: Приводной конец, на который крепится инструмент (плоский, цилиндрический, потайной, пластинчатый или шестигранный). Профиль головки определяет, насколько заподлицо винт с поверхностью.
- хвостовик: Цилиндрическое тело под головой. Может иметь частичную или полную резьбу в зависимости от применения.
- Тема: Спиральный гребень, который врезается в подложку или взаимодействует с ней. Шаг резьбы (крупный или мелкий) и форма зависят от типа винта и предполагаемого материала.
- Точка: Профиль кончика — острый для саморезов, тупой для крепежных винтов, сверло для металла. Геометрия точки определяет, требуется ли предварительное сверление.
Железные шурупы и шурупы из нержавеющей стали: сравнение материалов
Два наиболее широко используемых винт Материалами для строительства и наружных настилов являются железо (углеродистая сталь) и нержавеющая сталь. Каждый из них имеет различные механические и экологические характеристики, которые делают его подходящим для конкретных условий.
Железные (углеродистая сталь) винты
Железные шурупы изготавливаются из низко- и среднеуглеродистой стали и являются наиболее экономичным вариантом. Их прочность на растяжение может быть значительно увеличена за счет процессов термообработки, таких как цементация или сквозная закалка, что позволяет получить винты, способные выдерживать высокий крутящий момент во время завинчивания и сильное сопротивление сдвигу при эксплуатации. Однако необработанная углеродистая сталь быстро корродирует под воздействием влаги — поверхностная ржавчина может появиться внутри. недели на открытом воздухе или во влажных условиях . По этой причине железные винты, используемые на открытом воздухе, обычно покрываются гальваническим покрытием цинком (оцинковкой), чтобы обеспечить базовый барьер от коррозии, хотя это покрытие со временем разрушается, особенно в прибрежных или химически активных средах.
Винты из нержавеющей стали
Шурупы из нержавеющей стали обладают коррозионной стойкостью благодаря пассивному слою оксида хрома, который образуется на поверхности и постоянно самовосстанавливается при повреждении. нержавеющая сталь марки 304 (содержащий 18% хрома и 8% никеля) является стандартной спецификацией для большинства наружных настилов и строительных работ. нержавеющая сталь марки 316 добавляет в сплав молибден, обеспечивая превосходную стойкость к коррозии, вызванной хлоридами, что делает его правильным выбором для прибрежных районов, установок у бассейнов и любой среды, где возможен контакт с соляным туманом или хлорированной водой. Компромисс – это стоимость: винты из нержавеющей стали обычно стоят дороже. в три-пять раз больше на единицу чем эквивалентные оцинкованные железные винты.
Сравнение винтов из железа и нержавеющей стали по ключевым критериям эффективности | Критерии | Железо (углеродистая сталь) | Нержавеющая сталь (304) | Нержавеющая сталь (316) |
| Предел прочности | Высокая (термообработанная) | Средний–высокий | Средний–высокий |
| Коррозионная стойкость | Плохое (цинковое покрытие разрушается) | Отлично | Улучшенный (морской класс) |
| Устойчивость к соли/хлоридам | Очень плохо | Умеренный | Отлично |
| Относительная стоимость | Низкий | Средний–высокий | Высокий |
| Лучшее приложение | Внутренние/закрытые подрамники | Стандартное напольное покрытие | Прибрежный/у бассейна/морской |
Типы винтов и их особенности применения
Геометрия винтов и конструкция резьбы разработаны с учетом конкретных типов подложек и требований к соединениям. Использование неправильного типа винта в конкретном случае является одной из наиболее частых причин выхода из строя крепежа и ослабления конструкции с течением времени.
Саморезы
Саморезы винтs нарезают собственную резьбу по мере ввинчивания в основу, что устраняет необходимость предварительного нарезания резьбы в большинстве случаев. Это наиболее широко используемый тип винтов при установке композитных настилов, особенно для крепления зажимов к алюминиевым или стальным балкам, а также для крепления облицовки фасада. Варианты формирования резьбы смещают, а не разрезают материал, создавая более плотное зацепление резьбы, что особенно ценно при тонкие металлические подрамники толщиной 1,2–3,0 мм. .
Шурупы для дерева
Шурупы для дерева имеют грубую резьбу с острым концом и гладкую верхнюю часть хвостовика. Грубая нить глубоко вгрызается в волокна древесины, обеспечивая сильное сопротивление выдергиванию, а гладкий хвостовик позволяет плотно прижимать верхний материал к нижнему без заедания нити. Для обработанных деревянных балок и подрамников настила. шурупы для дерева из горячеоцинкованной или нержавеющей стали диаметром 4,0–5,0 мм. являются стандартной спецификацией.
Машинные винты
Машинные винты имеют однородную резьбу, которая входит в зацепление с предварительно нарезанной или сформированной гайкой или резьбовой вставкой, а не врезается в саму подложку. Они используются в прецизионных соединениях, где нагрузку необходимо распределять по опорной поверхности гайки и шайбы или где соединения необходимо периодически разбирать и снова собирать. В наружном строительстве для соединения обычно используются крепежные винты. регулируемые компоненты постамента, алюминиевые каркасные системы и структурные кронштейны .
Расширительные (анкерные) винты
Распорные винты работают вместе с анкерной втулкой, вставленной в предварительно просверленное отверстие в бетоне или каменной кладке. Когда винт затягивается, втулка расширяется, прижимаясь к стенке отверстия, создавая механическое сцепление на основе трения. Они являются стандартным крепежом для крепления стоек настила, ригелей и опорных плит непосредственно к бетонным плитам или стенам. Значения сопротивления выдергиванию правильно установленных распорных анкеров в стандартном бетоне обычно варьируются от от 3 кН до более 15 кН в зависимости от диаметра анкера и глубины установки.
Винты для композитного настила
Специализированная категория, разработанная специально для облицовочных композитных и ДПК террасных досок. Эти винты имеют самозенкующаяся головка с зубчатыми режущими фланцами которые вырезают чистую, ровную выемку в композитной поверхности при закручивании винта, предотвращая образование грибов на поверхности платы вокруг головки. Эта деталь имеет решающее значение для композитного настила, поскольку стандартные винты с потайной головкой сжимают, а не разрезают материал, создавая видимый выступ вокруг каждой точки крепления.
Руководство по выбору типа винта в зависимости от основания и применения | Тип винта | Субстрат | Типичный диапазон размеров | Общее приложение |
| Саморезы | Сталь/алюминий | 3,5–5,5 мм × 16–50 мм | Зажимы к металлическому балке, обшивке фризера |
| Шуруп по дереву | Древесина | 4,0–5,0 мм × 40–100 мм | Древесина joist assembly, ledger fixing |
| Машинный винт | Резьбовая вставка/гайка | М5–М12 | Системы пьедесталов, соединения кронштейнов |
| Расширительный винт | Бетон/каменная кладка | М8–М16 × 60–150 мм | Основания для столбов, доски для перекрытий |
| Композитный торцевой винт | ДПК/композитная доска | 4,2–4,8 мм × 38–50 мм | Облицовочные цельные композитные плиты |
Использование винтов с зажимами: рекомендации по сборке подрамника
В композитных системах настила винты и зажимы работают вместе. Зажим обеспечивает соединение доски с балкой и устанавливает расстояние между досками, а винт крепит сам зажим к балке и фиксирует сборку на месте. Правильная спецификация винта для этой функции фиксации зажима так же важна, как и выбор правильного типа зажима.
Длина винта для крепления зажима
винт должен пройти через крепежный язычок зажима и проникнуть в балку настолько, чтобы обеспечить полную удерживающую силу. Для деревянных балок минимальная заделка 25–30 мм в балку рекомендуется. Для алюминиевых балок с толщиной стенки 2–3 мм обычно достаточно винта общей длиной 25–30 мм при использовании резьбонарезного самореза, который зацепляет обе стенки полой секции.
Глубина движения и контроль крутящего момента
Перегрузка – одна из самых частых ошибок при монтаже при креплении клипс. Винт следует закручивать до тех пор, пока язычок зажима не сядет на место. вплотную к балке — не утоплен ниже него. Воротник для регулировки глубины на шуруповерте, установленный на соответствующую глубину для комбинации зажима и балки, является наиболее надежным способом достижения стабильных результатов при установке большой террасы. Чрезмерно затянутые винты деформируют язычок зажима и заставляют канавку доски подниматься вверх, создавая неровную поверхность.
Соответствие материала винта материалу балки
Когда винты из одного металла вкручиваются в балку из другого металла, в точке контакта может возникнуть гальваническая коррозия, ускоряющая потерю металла в менее благородном из двух материалов. Наиболее распространенное проблемное соединение оцинкованные стальные шурупы, ввинченные в алюминиевые балки — цинковое покрытие быстро разрушается, оставляя голую сталь в прямом контакте с алюминием во влажной среде. Чтобы избежать этого, при креплении к алюминиевому подрамнику всегда используйте винты из нержавеющей стали.
Выбор правильного винта: практическое руководство по принятию решений
С десятками винт доступных спецификаций, сужение правильного выбора для данного приложения требует структурированного подхода. Следующие критерии следует оценивать по порядку.
- Тип субстрата: Определите, крепите ли вы к дереву, стали, алюминию, композиту или бетону. Это определяет необходимую форму резьбы и тип точки.
- Окружающая среда: Для любого применения на открытом воздухе, на берегу, у бассейна или во влажной среде выбирайте как минимум нержавеющую сталь. Оценка 316 не подлежит обсуждению в течение 1 км береговой линии или в бассейне .
- Требование к нагрузке: Для структурных соединений, несущих значительные нагрузки, убедитесь, что способность винта к сдвигу и растяжению рассчитана на расчетную нагрузку. Таблицы нагрузок производителя предоставляют эти данные в зависимости от диаметра и глубины установки.
- Предварительное сверление: Оцените, требуется ли предварительное сверление для предотвращения раскалывания подложки или для точного направления винта. Древесина внутри 3 × диаметр винта от края доски всегда должны быть предварительно просверлены во избежание расколов.
- Профиль головы: Для видимых с поверхности креплений предпочтительнее использовать потайную или самозенковую головку. Для скрытых креплений, таких как петли для зажимов, чашечная или пластинчатая головка более равномерно распределяет нагрузку по поверхности зажима.
- Бюджет: Для больших объемов внутренних работ или закрытых подрамников, где риск коррозии низок, термообработанные оцинкованные железные винты обеспечивают существенную экономию средств без ущерба для производительности. Зарезервируйте нержавеющую сталь для креплений, подвергающихся воздействию или подвергающихся коррозии.
Распространенные неисправности винтов и способы их предотвращения
Понимание того, почему винты выходят из строя при строительстве наружных конструкций, помогает с самого начала выбрать правильный крепеж и избежать дорогостоящих ремонтных работ.
Ослабление, вызванное коррозией
Когда оцинкованный винт подвергается коррозии во время эксплуатации, образующийся оксид железа (ржавчина) имеет больший объем, чем исходная сталь. Это расширение оказывает внешнее давление на окружающий материал, раскалывая композитные плиты изнутри вокруг каждого отверстия для винтов и создавая выпуклые обесцвеченные кольца на поверхности настила. Профилактика требует выбора материала винтов, подходящего для окружающей среды. перед установкой — практических средств защиты нет, если коррозия начинается внутри фиксированной доски.
Повреждения кулачка и выемки привода
Выпадение происходит, когда бита отвертки выскальзывает из выемки привода под действием крутящего момента, зачищая выемку и делая винт невозможным для дальнейшего вкручивания или извлечения. Чаще всего это происходит с винтами с головкой Philips на высоких скоростях привода. Использование Винты Torx (звездочка) или с квадратной головкой. практически исключает эксцентриситет, поскольку такая геометрия передает крутящий момент без склонности к эксцентрике, присущей профилям Philips. Большинство качественных шурупов для настила композитных материалов теперь в стандартной комплектации используют привод Torx.
Вытягивание резьбы в подложках низкой плотности
В стандартной комплектации используется древесина меньшей плотности, композитные балки из ДПК или тонкостенные алюминиевые профили. винтs может не обеспечить достаточного зацепления резьбы, чтобы противостоять выдергиванию под нагрузкой. Решение состоит в том, чтобы либо увеличить длину винта для увеличения глубины установки, либо увеличить диаметр винта, либо перейти на форму резьбы с более высоким углом спирали, например двухзаходная резьба — при этом используется больше материала на единицу длины.
Часто задаваемые вопросы о шурупах в настиле и строительстве
Могу ли я использовать внутренние винты для подрамника наружного настила?
Нет. Винты для установки внутри помещения обычно имеют гальваническое цинкование с тонким покрытием, которое не рассчитано на длительное воздействие на открытом воздухе. В наружных подрамниках винты из горячеоцинкованной или нержавеющей стали необходимо использовать. При горячем цинковании образуется гораздо более толстый слой цинка, чем при гальванике, и обеспечивается значительно лучшая защита от коррозии открытых деревянных подрамников.
Сколько шурупов обычно требуется на квадратный метр настила?
Для цельных композитных плит с торцевым креплением при расстоянии между балками 400 мм ожидайте примерно 8–12 торцевых шурупов на квадратный метр. (по два на каждую доску на пересечение балки, в зависимости от ширины доски). Для рифленых досок с зажимами общее количество винтов подрамника составляет примерно 20–25 за квадратный метр при креплении клипс плюс фиксация периметра и лицевого ряда начального ряда. Всегда добавляйте 10–15 % к рассчитанному количеству на потери и будущий ремонт.
Должен ли я предварительно просверлить композитные палубные доски перед прикручиванием торцевых винтов?
Для цельных композитных плит рекомендуется предварительное сверление, когда винты помещаются внутрь. 50 мм торца доски во избежание расщепления концов. Крепления средней доски с помощью самозенкующихся композитных винтов обычно не требуют предварительного сверления в материале ДПК стандартной плотности. Всегда следуйте инструкциям по установке производителя платы, поскольку для композитных изделий с колпачком и твердой внешней оболочкой могут потребоваться направляющие отверстия по всей поверхности, чтобы предотвратить расслоение поверхности.
Чем отличается саморез от самосверлящего винта?
Прежде чем нарезать резьбу, для самореза требуется предварительно просверленное направляющее отверстие нужного диаметра. Самосверлящий винт (иногда называемый винтом TEK) имеет наконечник сверла, который одновременно просверливает направляющее отверстие и формирует резьбу за одну операцию — предварительное сверление не требуется. Самосверлящие винты предпочтительны для крепления зажимов и кронштейнов к стальные или алюминиевые балки толщиной примерно до 4 мм. поскольку они исключают отдельный этап сверления и значительно сокращают время установки.
Могут ли винты из нержавеющей стали вызывать появление пятен на светлых композитных плитах?
Высококачественные винты из нержавеющей стали марок 304 и 316 не ржавеют и не вызывают коричневых пятен, напоминающих танин, которые возникают при коррозии железных винтов. Однако винты более низкого качества, продаваемые как «нержавеющие», могут содержать недостаточное количество хрома и все равно могут окисляться в агрессивных условиях окружающей среды. Всегда проверяйте, чтобы винты соприкасались Стандарты состава AISI 304 или 316 при выборе установок, критичных к качеству.