Строительные материалы

Бетон
Бетон представляет собой смесь связующего материала, воды и специальных добавок. В зависимости от конкретного состава, технологии изготовления, обработки или назначения этого материала различают несколько типов бетона. В основном используются нормальные и легкие бетоны. Легкий бетон, в отличие от нормального, содержит такие добавки как пемза или стиропор (пенополистирол). В качестве связующего в обоих типах бетона применяется цемент. Облегчающие добавки, используемые в легких бетонах, имеют более низкие механические характеристики, по сравнению с гравием, входящим в состав нормального бетона. Как правило, это создает худшие предпосылки для крепления дюбелей в легких бетонах.

Стеновые материалы
Под стеновым понимают композиционный материал, состоящий из блоков и раствора. При этом следует учитывать, что несущая способность материала блоков обычно существенно выше, чем раствора, поэтому дюбели предпочтительнее закреплять в блоки.

Различают четыре типа блоков:
1. Полнотелый кирпич сплошной структуры
К этой группе кирпичей относятся полнотелый керамический (рядовой, облицовочный, клинкерный) и силикатный кирпичи. При закреплении дюбелей в таком кирпиче, как правило, не возникает никаких проблем, благодаря отсутствию в кирпиче внутренних полостей.
2. Пустотелый кирпич сплошной структуры
Такой кирпич состоит из непористого материала и содержит внутренние полости, расположенные либо параллельно, либо перпендикулярно базовой опорной плоскости кирпича. Сечение отверстий, как правило, круглое, овальное или прямоугольное, причем суммарная площадь поперечного сечения пустот составляет более 15% от общей площади опорной плоскости кирпича. К этой группе относятся керамические и силикатные кирпичи с различными геометриями пустот и пустотелые бетонные блоки. Для крепления в таких кирпичах применяют специальные типы дюбелей, которые заполняют пустоты или проходят насквозь через несколько стенок полостей, закрепляясь в них.
3. Полнотелый блок пористой структуры
Полнотелые блоки из легкого или ячеистого (пористого) пенобетона или газобетона имеют в своей структуре большое количество пор, что существенно снижает механические характеристики материала. При креплении в таких блоках рекомендуется использование специальных дюбелей с удлиненной распорной зоной или дюбелей, обеспечивающих связывающее, ненапряженное крепление (см. Механизмы крепления).
4. Пустотелый блок пористой структуры
Несущая способность таких блоков еще ниже из-за наличия полостей в пористом материале. Проведение крепежных работ требует наиболее тщательного выбора типа дюбеля. Предпочтительно использование дюбелей с удлиненной распорной зоной или дюбелей, реализующих геометрический механизм крепления.

Листы, плиты
К этой группе относятся тонкостенные строительные материалы, имеющие достаточно низкие механические характеристики, например гипсокартонные, гипсоволоконные, древесностружечные, асбоцементные, цементно-стружечные листы или МДФ панели. Такие листы крепятся либо непосредственно на другую строительную основу, или же на некотором расстоянии от нее. При креплении предметов к листовым материалам необходимо использование специальных дюбелей, которые образуют геометрическое крепление на задней стенке листов. Такие крепежные элементы, как правило, имеют название "дюбель для пустотелых конструкций".

Очень часто неизвестно, какой строительный материал находится под штукатуркой или обоями. Определить тип материала помогает пробное сверление сверлом с победитовым наконечником на низких скоростях вращения и без ударной нагрузки. По усилию сопротивления понятно, идет ли речь о мягком или твердом и прочном материале.

О конкретном типе материала можно судить по цвету и консистенции сверлильной муки.

Бетон: светло-серая или белая мука, мелкая, как пыль, не слипающаяся.
Пористый бетон: белая крупнозернистая, но легко размягчающаяся мука.
Кирпич: красная мука, пустотелый кирпич легко определить по ступенчатому проникновению сверла в материал; в этом случае нельзя применять ударное сверление.
Силикат: белая мука, по ощущениям похожая на песок.
Гипсокартонные листы: белая мелкозернистая пыль, прилипающая к сверлу.
Гипсоволоконные листы: серая мелкозернистая пыль, прилипающая к сверлу.

Сверление отверстий

При сверлении следите за тем, чтобы сверло было направлено по перпендикуляру к стене, и не используйте изношенные или не соответствующие конкретному строительному материалу сверла. Просверленное отверстие следует очистить и удалить из него остатки материала. Следите за соответствием диаметра и глубины отверстия рекомендациям изготовителя.

Для листов и плит не применяйте сверла, предназначенные для сверления твердых строительных материалов. Тип и приемы сверления определяются видом строительной основы:

• Сверление: сверление отверстий без ударной нагрузки; для мягких, пористых строительных материалов с низкой несущей способностью, например: пористый бетон, пустотелый кирпич, во избежание повреждения перегородок и ребер в материале.
• Ударное сверление: сверление отверстий с большим числом оборотов и многочисленными слабыми ударами для строительных материалов повышенной прочности, например, для кирпичных кладок из сплошного кирпича.
• Сверление с перфоратором: сверление отверстий с малым числом оборотов и немногочисленными сильными ударами; для сплошных материалов повышенной прочности, например – для бетона. 

Виды монтажа

• Предварительный монтаж: при таком монтаже дюбель полностью утапливается в основу, диаметр отверстия в основе больше, чем диаметр отверстия в монтируемой детали. Сначала просверливается отверстие, затем в него монтируется дюбель, и только после этого в дюбель при помощи шурупа крепится деталь.
• Сквозной монтаж: при таком монтаже отверстие в основе сверлится насквозь через закрепляемую деталь. Диаметры отверстия в основе и детали равны диаметру дюбеля. Дюбель монтируется насквозь через закрепляемую деталь в отверстие в основе и распирается в нем с помощью шурупа. Этот вид монтажа отличается наименьшей трудоемкостью и высокой точностью за счет соосности отверстий в основе и закрепляемой детали.
• Монтаж с зазором: закрепляемая деталь фиксируется на некотором расстоянии от поверхности строительной основы. 

Максимальная толщина крепления
При предварительном монтаже максимальная толщина закрепляемой детали определяется длиной выбранного шурупа, при сквозном монтаже – длиной самого дюбеля. Если поверхность строительной основы покрыта штукатуркой (изоляционным материалом), то максимальная толщина закрепляемой детали должная выбираться с учетом толщины штукатурки.

Механизмы крепления

• Распорное крепление: распорная зона дюбеля прижимается шурупом к внутренней поверхности отверстия. Внешним силам, действующим на шуруп и дюбель противодействует сила трения материала дюбеля о строительную основу.
• Геометрическое крепление: дюбель меняет свою форму в зависимости от геометрии полостей в основе (связываясь в узел или раскрываясь в полости).
• Связывающее крепление: крепежный элемент неразрывно связывается (соединяется) с материалом основы при помощи раствора или полимерной смолы. Такое крепление не вызывает возникновения напряжений в материале основы и материале крепежного элемента и обеспечивает максимальную несущую способность конструкции. 

Виды разрушений системы крепления

• Извлечение дюбеля из основы: под действием внешней нагрузки дюбель выдергивается из основы, при этом не наблюдается разрушения материала основы. Причины: слишком высокая нагрузка или неправильный монтаж.
• Разрушение материала основы: существенно зависит от глубины закрепления дюбеля и от прочностных свойств строительной основы. Причины:слишком высокая нагрузка или низкая несущая способность основы, или недостаточная глубина захода дюбеля.
• Трещина материала основы: растрескивание при креплении – это особый вид дефекта, часто встречающийся при креплении бетона. Причины: слишком малые размеры элемента, строительной основы, к которому производится крепление, слишком маленькое расстояние между осями двух соседних отверстий крепления или между осью крепления и боковой поверхностью элемента основы.
• Перелом или изгиб шурупа: возможность изгиба или среза шурупа определяется прочностными характеристиками стали, поперечным сечением шурупа и прилагаемой внешней нагрузкой. Срез или изгиб шурупа соответствует максимально достижимой несущей способности конструкции. Причины: слишком высокая нагрузка для материала иди используемого шурупа.