По материалам немецкой фирмы EJOT Kunststofftechnik GmbH & Co. KG

С 1 января 2011 г. многослойные теплоизоляционные системы (МТС) в соответствии с национальным стандартом ГОСТ Р 53786 получили официальное название "Cистемы фасадные теплоизоляционные композиционные (СФТК)"

Цель данной работы кратко представить общую информацию об особенностях механического крепления в многослойных теплоизоляционных системах (в дальнейшем МТС). Прежде всего, эта работа предназначена для специалистов имеющих опыт работы с МТС.

Основными источниками информации для работы послужили законы, положения и нормы принятые в Европе (Германия, Австрия и т.д.), а также почти 20-летний опыт производителя крепёжных элементов для МТС фирмы EJOT Kunststofftechnik GmbH & Co. KG.

Общее

В качестве механического крепления МТС применяются дюбеля с тарельчатым держателем. Установка этих дюбелей производится после приклеивания плит теплоизоляции и высыхания клея.

Существуют три основных типа дюбеля, различающихся по способу установки:

• забивные дюбеля с гвоздеобразным распорным элементом;
• закручиваемые дюбеля с шурупообразным распорным элементом;
• пристреливаемые дюбеля.

Кроме того дюбеля различаются по принципу анкеровки в несущем основании:

• анкеровка силой трения – это могут быть как забивные, так и закручиваемые дюбеля;
• анкеровка по форме – в основном закручиваемые дюбеля;
• анкеровка спайкой материалов – пристреливаемые дюбеля.

Выбор и монтаж дюбеля осуществлён правильно, если выполнены все требования предъевляемые к дюбелю.

Требования к дюбелю

Требования предъявляемые к дюбелю можно разделить на два блока*:

1. Функциональность дюбеля;
2. Совместимость дюбеля, как с МТС, так и с её компонентами.

*Заметим, что подобное разделение является несколько искусственным, т.к. функциональность трудно представить без совместимости с МТС. Тем не менее, это разделение целесообразно для того, чтобы лучше понять роль дюбеля и определить его обязательные свойства.

Функциональность и совместимость можно представить как активные и пассивные свойства дюбеля. Без выполнения требований функциональности, дюбель может являться совместимым с МТС, но абсолютно бесполезным, т.к. не выполняет своих основных (активных) функций. Обратная ситуация – дюбель функционален, но не совместим с МТС – подразумевает успешное выполнение дюбелем активных функций с одновременным нанесением (в настоящем или будущем) ущерба МТС в целом.

Функциональность дюбеля в МТС

Первый блок требований сводится к выполнению дюбелем с тарельчатым держателем в МТС следующих функций:

1. Противодействие отрывочному воздействию ветра (отсос) на протяжении всего срока службы фасада – это является основной задачей дюбеля.
2. Создание давления, прижимающего плиты теплозвукоизоляционного материала к фасаду здания и тем самым усиливающего силу трения между фасадом и изоляционными плитами, что способствует ещё более эффективной работе клеевого слоя.

«Консоль-модель» передачи собственного веса МТС в несущее основание

Сейчас и в последующем, мы рассматриваем ситуацию, когда монтажные работы по установке дюбеля были произведены корректно. Поэтому для выполнения вышеприведённых требований определяющим является степень (качество) анкеровки дюбеля в несущем основании. Другими словами, сила, приложенная в аксиальном направлении, необходимая для вырыва дюбеля из несущего основания. Значение этой силы является определяющим для расчёта количества дюбелей на квадратном метре МТС.

При проведении расчётов по определению количества дюбелей в МТС используется допущенное значение этой силы. Эта величина используется при расчётах количества дюбелей в МТС, она гораздо меньше действительной, т.к. учитывает определённый запас прочности, который обусловлен такими факторами, как неоднородность материала несущего основания, нарушение технологии засверливания, наличие швов с менее прочным материалом и т.д.

Допустимое значение этой силы может быть установлено для каждого типа дюбеля и несущего основания двумя способами:

1) по утверждённым ФЦС Госстроя РФ расчётным значениям сил для определённых (нормированных) типов несущего основания (бетон, кирпич и т.д.) в соответствии с типами дюбелей конкретного производителя;
2) путём испытаний непосредственно на объекте, по методике утверждённой ФЦС Госстроя РФ.

Важно!

Для надёжного функционирования МТС на протяжении всего срока службы фасада, сила вырыва дюбеля не должна существенно убывать с течением времени. Это происходит, как правило, при применении неподходящих, низкосортных или некачественных полимеров для производства гильзы дюбеля. Большое влияние на долгосрочные свойства определённых сортов полимеров оказывают климатические особенности региона применения. Так, например, свойства гильзы дюбеля из полипропилена существенно ограничивают его применение в регионах с низкими температурами.

Совместимость дюбеля как с МТС, так и с её компонентами

Второй блок требований, а именно, совместимость дюбеля с МТС подразумевает наличие у дюбеля следующих свойств:

1. Коэффициент теплопроводности дюбеля ® 0;
2. Коррозионная стойкость и/или защищённость металлического распорного элемента;
3. Химическая стойкость гильзы дюбеля в окружающей её среде;
4. Высокая сцепляемость поверхности тарельчатого держателя с армирующим слоем МТС;
5. Достаточная жёсткость тарельчатого держателя;
6. Отсутствие мест повышенного скопления наносимого в последующем материала;
7. Возможность простого визуального контроля правильности выбора дюбеля и завершённости процесса его монтажа.

Рассмотрим каждое из свойств, а точнее условий совместимости дюбеля с МТС отдельно.

Коэффициент теплопроводности дюбеля

За последние десятилетие произошло существенное ужесточение требований теплоизоляции зданий и строений различного назначения. К зданиям жилищного фонда предъявляются наиболее строгие требования. Так толщина слоя теплоизоляции возросла почти в 2 раза и составляет на сегодняшний день от 80 до 120 мм (эти толщины характерны для Германии).

Коэффициент теплопроводности (k) является определяющим параметром степени теплоизоляции (напомним, что k есть величина обратная термическому сопротивлению R) . Чем ниже его значение, тем выше теплоизоляционные свойства материала.

Расчёт коэффициента теплопроводности МТС производится следующим образом:

k_об = k_безд + N * k_дюб

Низкий, практически равный нулю, коэффициент теплопроводности дюбеля необходим не только из соображений большей эффективности теплоограждающей конструкции, но и с точки зрения совместимости с МТС, а также её долговечности. Дело в том, что при высоком коэффициенте теплопроводности дюбеля, поверхность МТС перестаёт быть гомогенной в своей реакции на гидротермические воздействия.

Пример:

Рассмотрим следующую ситуацию: в МТС был применён дюбель с высоким коэффициентом теплопроводности (k_дюб >= 0,01). После 2-3 лет эксплуатации места установки дюбелей стали по цвету отличаться от остального фасада. Мы рассматриваем случай, когда все свойства дюбеля, кроме теплопроводности, соответствуют требованиям МТС.

Какое влияние здесь оказала теплопроводность дюбеля? Дело в том, что при намокании фасада (дождь, утренняя роса, повышенная влажность и т.д.) штукатурный слой над местом установки дюбеля имеет более высокую температуру по сравнению с остальной поверхностью фасада (см. рисунок выше). Вследствие этого эти места высыхают быстрее и уже на этом этапе фасад в определённое время (утром, после дождя), пока не произошло полное высыхание, теряет свою привлекательность, покрываясь сыпью светлых пятен. С течением времени ситуация ухудшается, т.к. на остающуюся более долго влажной поверхность оседает пыль, продукты сгорания автомобильного топлива и т.д., это приводит к тому, что фасад темнеет, а места установки дюбеля остаются более светлыми. Этот процесс протекает особенно быстро в городских условиях.

При минусовых температурах высокая теплопроводность оказывает также негативное влияние на срок службы МТС. Места установки дюбелей оттаивают быстрее остальной площади фасада, это способствует их большему намоканию. При повторном замерзании возникают поверхностные напряжения. Кроме того, место фасада над установленным дюбелем, при небольших минусовых температурах днём и заморозках ночью проходит гораздо большее количество циклов замораживания и оттаивания, чем остальной фасад.

Коррозионная стойкость и/или защищённость металлического распорного элемента

Одним из положительных эффектов установки МТС является перенос «пункта росы» (пункт 0°C) из несущей стены фасада в слой теплоизоляции, этим самым увеличивается срок службы здания. Благодаря соответствующим свойствам теплоизоляционного материала этот эффект не оказывает на них негативного влияния.

Гораздо более негативное влияние оказывается при этом на механическое крепление МТС, если остутствует необходимая защита. Перемещения «пункта росы» в слое теплоизоляции способствует конденсации влаги, находящейся в системе, вследствие постоянно протекающего процесса парообмена. В первую очередь конденсация влаги происходит на гильзе дюбеля, а особенно на металлическом распорном элементе. Учитывая повышенную агрессивность среды, особенно в системах с минеральными утеплителями, и возможность её доступа к металлическому распорному элементу, можно сделать вывод, что его срок службы (даже из нержавеющей стали) составит 2-5 лет. Такой результат не может удовлетворить требованиям МТС, т.к. через металлический распорный элемент происходит передача нагрузки в несущее основание и его состояние определяет степень надёжности системы в целом. Решить эту проблему можно двумя путями:

• металлический распорный элемент должен быть изготовлен из нержавеющей или оцинкованной стали, и иметь дополнительное органическое покрытие;
• металлический распорный элемент должен быть изготовлен из нержавеющей или оцинкованной стали, и быть герметично изолированным от окружающей дюбель среды.

Химическая стойкость гильзы дюбеля в окружающей её среде

Материал гильзы дюбеля не должен быть восприимчив к воздействию щелочной среды, типичной для минеральных материалов, какими являются большинство строительных материалов (бетон, кирпич, клей для плит теплоизоляции, минеральная вата, финишные слои штукатурок и т.д.). Такие полимеры, как полиамид или полиэтилен обладают, как правило, этим качеством. Т.к. существует большое количество разновидностей этих полимеров, порой с диаметрально различающимися свойствами, необходимо для каждого отдельного сорта применяемого в производстве полимерного гранулата получить подтверждение производителя о его свойствах. Это подтверждение является одновременно гарантийным обязательством производителя сырья по отношению к заказчику о соответствии его продукции заявленным параметрам.

Высокая сцепляемость поверхности тарельчатого держателя с армирующим слоем МТС

Поверхность тарельчатого держателя должна быть сконструирована таким образом, чтобы сцепляемость с армирующим слоем была гарантирована. Опыт показал, что наиболее эффективно эта цель достигается при таком выборе геометрической формы тарельчатого держателя, при котором одновременно возможны несколько видов сцепления. Это может быть реализовано при наличии, например, следующих признаков:

1. Рельефная поверхность - позволяет армирующей массе прочно «зацепиться» на поверхности тарельчатого держателя дюбеля;

2. Отверстия в тарельчатом держателе - способствуют прохождению армирующей массы через дюбель, её вхождению в контакт с поверхностью плиты теплоизоляции и закреплению на ней;

3. Полости с обратной стороны тарельчатого держателя - делают возможным принципиально другой способ сцепления: затвор по форме – это значит, что армирующая масса, проникая через отверстие в тарельчатом держателе, заполняет более широкие, нежели диаметр отверстия, полости, и после высыхания разъединение такого соединения возможно только при разрушении материала.

Достаточная жёсткость тарельчатого держателя

Тарельчатый держатель дюбеля должен обладать достаточной жёсткостью как сам по себе, так и по отношению к гильзе дюбеля. Это необходимо для того, чтобы в процессе установки, а также при дальнейшей работе дюбеля передача нагрузки происходила по всей площади тарельчатого держателя. При недостаточной жёсткости тарельчатого держателя происходит эффект «вывернутого зонта», что приводит к повышенному скоплению штукатурки и как следствие, при неблагоприятном стечении обстоятельств, к разрушению МТС.

Отсутствие мест повышенного скопления наносимого в последующем материала

Наличие открытых щелей между плитами теплоизоляции, глубокое утопление дюбеля в плите, повреждение поверхности уже установленных плит - всё это ведёт к нарушению однородности МТС и тем самым ухудшает её свойства, укорачивает срок службы. Дюбель, как элемент МТС, не должен быть причиной подобных явлений. Роль коэффициента теплопроводности дюбеля была рассмотрена выше. Кроме этого параметра, на соответствие дюбеля МТС большую роль оказывает его конструктивное решение.

Так некоторые производители, стремясь снизить коэффициент теплопроводности, конструируют дюбель таким образом, что распорный элемент погружается в гильзу дюбеля на глубину от одного до нескольких сантиметров. В образовавшемся, после установке дюбеля, углублении скапливается наносимый в последующем материал, это приводит к нежелательному эффекту нарушения однородности МТС. Поэтому при подобной модификации дюбеля, обязательно наличие конструктивного решения закрытия, заглушения образовавшегося углубления, причём, это решение должно быть таким, чтобы при установке дюбелей дополнительная операция по заглушению углубления проводилась обязательно.

Возможность простого визуального контроля правильности выбора дюбеля и завершённости процесса его монтажа

Возможность простого визуального контроля правильности выбора дюбеля позволяет, как на установленной, так и на устанавливаемой (перед нанесением армирующего слоя) МТС, без проведения трудоёмкого демонтажа дюбелей определить их тип и длину.

Это необходимо в случаях:

• проведения собственного контроля правильности монтажа МТС;
• проведения экспертизы по установки причин и степени разрушения или повреждения МТС;
• осуществления внешнего контроля органами стройнадзора.

Возможность визуального контроля завершённости монтажа дюбеля подразумевает наличие такой конструктивной особенности дюбеля, при которой проведение последующих операций по, например, нанесению армирующего слоя, при незавершённом монтаже дюбелей, невозможно.

Крепление МТС

Одним из основных условий применимости МТС является их надёжная фиксация на несущем основании. Это значит, что любая нагрузка, т.е. любой присутствующий или возникающий поток сил должен надёжно передаваться («уходить») в несущее основание, т.е. в фасад здания. Для того чтобы определить оптимальный способ такой передачи (крепления), рассмотрим виды воздействия (нагрузок) на МТС.

Виды воздействия на МТС

Собственный вес МТС
Ветровая нагрузка на отрыв (отсос)
Гидротермические воздействия

Собственный вес МТС

Одним из основных воздействий на МТС является воздействие собственного веса системы (см. рис. «Консоль-модель»). Восприятие и передача этого вида нагрузки в несущее основание осуществляется через слой клея, соединяющий плиту теплоизоляционного материала с фасадом здания. Клей, как правило, наносится точечно-краевым способом на плиту теплоизоляции. При определённых условиях (новое строительство, невысокая этажность здания, полистироловый утеплитель, очищенная поверхность фасада) возможно использование только этого метода крепления МТС.

При наличии вторичного слоя на фасаде здания (побелка, штукатурка, пылевой слой, выравнивающий слой) или изменений структуры первичного слоя (воздействие агрессивных сред) возможно два варианта дальнейших действий:

1. Приведение поверхности фасада в состояние, гарантирующее надёжное сцепление с клеевым слоем, т.е. очистка от вторичного слоя, ремонт и т.д. С последующим обязательным исследованием адгезии поверхности фасада. При удовлетворяющих результатах, а также при благоприятном стечении других факторов (этажность, тип МТС, ветровая нагрузка) возможно крепление МТС без дюбелей.

2. В любом другом случае необходимо проводить крепление МТС, как химическим (клей), так и механическим (дюбеля) способами. При этом в зависимости от вышеупомянутых факторов необходимо провести расчёт нужного количества дюбелей на квадратный метр.

Дюбель обладает определённым моментом сопротивления на изгиб, в критической ситуации он способен частично воспринимать нагрузку собственного веса МТС. Для данного вида нагрузки дюбель не является основным работающим звеном, его задачей является удержание системы при нефункцианировании клеевого слоя, как связующего звена между МТС и поверхностью несущего основания. В такой критической ситуации становятся заметны трещины на фасаде, но сползания или обваливания МТС не происходит. Это даёт возможность спланировать и провести ремонтные работы по замене МТС.

Расчёт допустимого момента сопротивления дюбеля на изгиб M_Sd.

Обозначения

MSd [Н*м]	допустимый (расчётный) момент сопротивления дюбеля на изгиб;
MRk,s [Н*м]	характерный момент сопротивления на изгиб;
Wel [м3]	полярный момент сопротивления, упругость;
fyk [Н/мм2]	предел растяжимости стали распорного элемента;
fuk [Н/мм2]	предел прочности на растяжение стали распорного элемента;
γ [1]	запас прочности;
γG [1]	cоставная запаса прочности при воздействии;
γMs [1]	составная запаса прочности при нагрузки на изгиб стали;
d [мм]	составная запаса прочности при нагрузки на изгиб стали

Расчёт

Нагрузка, воспринимаемая дюбелем, передаётся через металлический распорный элемент в несущее основание, поэтому при определении допустимого момента сопротивления дюбеля на изгиб M_Sd, рассматривается только металлический распорный элемент.

Для оцинкованной стали 5.8 согласно DIN EN 20 898

f_yk = 400 Н/мм²

f_uk = 500 Н/мм²

Для нержавеющей стали A4-70 согласно DIN ISO 3506

f_yk = 450 Н/мм²

f_uk = 700 Н/мм²

Запас прочности γ получается при произведении cоставных запаса прочности при воздействии γ_G и изгибе γ_Ms.

γ = γ_G*γ_Ms

Составные запаса прочности, согласно методу измерения и оценки дюбелей при анкеровки в бетоне DIBt (Институт строительной техники, г. Берлин в редакции от 6/93), имеют следующие значения:

γ_G = 1,40

γ_Ms = 1,25

т.к. для применяемых сталей действительны следующие условия:

(f_yk / f_uk) <= 0,8 и f_uk <= 800 Н/мм² → γ_Ms = 1,25

Проведя преобразования, получаем следующую формулу для допустимого момента сопротивления дюбеля на изгиб:

Ветровая нагрузка на отрыв (отсос)

Ветровая нагрузка на фасад здания является основной причиной применения дюбелей в МТС. По своему виду она относится к динамическим нагрузкам. Особенно критически её влияние на МТС проявляется в возникновении эффекта отсоса. Этот эффект воздействует на все стороны здания, кроме фронтальной стороны (подветренной). Для каждого объекта обязательно, с учётом специфики его расположения, формы и высоты, проводить расчет ветровой нагрузки, и исходя из этого, определять необходимые тип и количество дюбелей на квадратном метре МТС.

Расчёт ветровой нагрузки (в соответствии с DIN 1055 часть 4)

Обозначения:

n [м/с]	скорость ветра;
ρ [кг/м3]	плотность воздуха = 1,25;
q [кН/м2]	давление ветра при определённой скорости потока;
cp [1]	аэродинамический коэффициент давления;
Δp [Н/м2]	разница между измеренными местным и статическим давлением;
q` [Н/м2]	измеренное давление ветра;
ω [Н/м2]	ветровая нагрузка;
h [м]	высота здания;
a [м]	длина меньшей стороны здания (ширина);
b [м]	длина большей стороны здания (длина);
Fдоп [кН]	допустимая (расчётная) нагрузка на дюбель.

Теория

Расчёт ветровой нагрузки ω производится по следующей формуле:

ω = c_p*q

при ρ = 1,25 кг/м³ давление воздуха можно расчитать по формуле:

Средняя скорость ветра зависит от высоты, на которой производятся измерения. Для Германии были определенны следующие значения скорости ветра в зависимости от надземной высоты здания:

Таблица 1. Давление ветра (DIN 1055)

Надземная высота h, [м]	Скорость ветра n, [м/с]	Давление ветра q, [кН/м2]
от 0 до 8	28,3	0,5
от 8 до 20	35,8	0,8
от 20 до 100	42,0	1,1
более 100	45,6	1,3

В регионах с повышенной ветровой нагрузкой, например прибрежная или горная область, расчёт производится на основе действительных значений скорости ветра.

В соответствии с DIN 1055, части 4 для закрытого (одна или более сторон здания не является или не может быть открыта более, чем на 1/3 часть своей площади) здания прямоугольной формы аэродинамический коэффициент давления c_p, приобретает следующие значения (см. рисунок «Ветровой отсос»).

«Ветровой отсос»

Замечание: при других формах здания или комплексе рядом стоящих зданий рекомендуется проверить соответствие аэродинамического коэффициента принятым значениям.

В связи с тем, что направление ветра может изменяться, каждая сторона здания должна рассматриваться, как боковая. Это значит, что в зависимости от соотношения h/a аэродинамический коэффициент давления c_p может приобретать значения от (– 0,5) до (– 0,7), по принципу линейной интерполяции. Произведём расчёт ветровой нагрузки для наиболее распространённого соотношения h/a>0,5

Таблица 2. Ветровая нагрузка

Надземная высота здания h, [м]	Давление ветра q, согласно DIN [кН/м2]	Ветровая нагрузка ω , [кН/м2]
		внутренняя зона (ср= -0,7)	краевая зона (ср= -2)
от 0 до 8	0,5	-0,35	-1,0
от 8 до 20	0,8	-0,56	-1,6
от 20 до 100	1,1	-0,77	-2,2
более 100	1,3	-0,91	-2,6

На основе полученных значений ветровой нагрузки расчитаем теоритическое количество дюбелей необходимых для надёжного крепления МТС. В зависимости от вида несущего основания и типа дюбеля допустимая (расчётная) нагрузка на дюбель изменяется, поэтому рассмотрим несколько классов дюбелей F_доп=0,15...0,40 кН с шагом 0,05 кН.

Таблица 3. Теоретическое количество дюбелей на м²

Класс дюбеля по допустимой нагрузке	Зона установки дюбелей	Надземная высота здания, h [м]
		от 0 до 8	от 8 до 20	от 20 до 100	более 100
Fдоп = 0,15 кН	краевая	6,7	10,7	14,7	17,3
	внутренняя	2,3	3,7	5,1	6,1
Fдоп = 0,20 кН	краевая	5,0	8,0	11,0	13,0
	внутренняя	1,8	2,8	3,9	5,6
Fдоп = 0,25 кН	краевая	4,0	6,4	8,8	10,4
	внутренняя	1,4	2,2	3,1	3,6
Fдоп = 0,30 кН	краевая	3,3	5,3	7,3	8,7
	внутренняя	1,2	1,9	2,6	3,0
Fдоп = 0,35 кН	краевая	2,9	4,6	6,3	7,4
	внутренняя	1,0	1,6	2,2	2,2
Fдоп = 0,40 кН	краевая	2,5	4,0	5,5	6,5
	внутренняя	0,9	1,4	1,9	1,9

Приведённые выше значения, определены теоритически. В действительности существует конструктивное требование к МТС по установке в каждую плиту теплоизоляции (площадь ≈ 0,5 м²), как минимум 2 дюбелей, т.е. на 1 м² должно быть установлено минимум 4 дюбеля (для Германии общепринятым является размер плит 800 мм х 625 мм – прим. Tex-Color). Установка более 10 дюбелей на одном квадратном метре является нецелесообразной, т.к. при этом повышаются общий коэффициент теплопроводности МТС и стоимость монтажных работ. Выходом из такого положения может стать применения дюбеля более высокого класса, т.е. с большей допустимой нагрузкой.

Таблица 4. Действительное количество дюбелей на м²

Класс дюбеля по допустимой нагрузке	Зона установки дюбелей	Надземная высота здания, h [м]
		от 0 до 8	от 8 до 20	от 20 до 100	более 100
Fдоп = 0,15 кН	краевая	6,7	10,7	14,7	17,3
	внутренняя	4,0	4,0	5,1	6,1
Fдоп = 0,20 кН	краевая	5,0	8,0	11,0	13,0
	внутренняя	4,0	4,0	4,0	4,6
Fдоп = 0,25 кН	краевая	4,0	6,4	8,8	10,4
	внутренняя	4,0	4,0	4,0	4,0
Fдоп = 0,30 кН	краевая	3,3	5,3	7,3	8,7
	внутренняя	4,0	4,0	4,0	4,0
Fдоп = 0,35 кН	краевая	4,0	4,6	6,3	7,4
	внутренняя	4,0	4,0	4,0	4,0
Fдоп = 0,40 кН	краевая	4,0	4,0	5,5	6,5
	внутренняя	4,0	4,0	4,0	4,0

Гидротермические воздействия

Как элемент наружной конструкции МТС подвержена природным гидротермическим воздействиям (перепады температур, намокание и т.д.). При этом внешние слои МТС «работают» т.е. реагируют на изменения температуры сжатием или растяжением. Это движение внешнего слоя компенсируется слоем теплоизоляции, и благодаря этому в клеевом слое МТС возникают существенно меньшие напряжения, чем на поверхности. Дюбель является единственным элементом системы, проходящим через все слои. Тарельчатый держатель дюбеля прочно зафиксирован во внешнем слое, это значит, что сопротивление дюбеля на изгиб, должно быть меньше изгибающего момента, возникающего вследствие гидротермических воздействий. Идеальным является дюбель, обладающий моментом сопротивления на изгиб равным нулю. При этом необходимо учитывать, что смещение тарельчатого держателя относительно первичной оси дюбеля частично осуществляется благодаря эластичности гильзы дюбеля. С достижением определённой границы сжимаемости полимера происходит изгибание дюбеля, т.е. его распорного элемента.

Повышенная жёсткость дюбеля, т.е. его неспособность следовать процессам сжатия и растяжения поверхности фасада, ведёт к образованию трещин и разрушению внешнего слоя МТС.

Материал гильзы дюбеля

Под химической стойкостью гильзы дюбеля подразумевается стойкость полимерного материала, из которого она изготовлена. Существует три основных вида полимеров, применяемых для производства дюбелей это: полипропилен, полиэтилен и полиамид. Наиболее подходящими являются последние два – полиэтилен и полиамид. Целесообразность применения того или иного материала зависит от типа дюбеля. Полиэтилен, благодаря своей пластичности, больше подходит для забивных дюбелей, где важна способность материала воспринимать большие нагрузки без повреждения межмолекулярных связей. Полиамид обладает большей жёсткостью и существует большое количество разновидностей этого материала с сильно различающимися свойствами. Поэтому применение одного из них не гарантирует наличия необходимых для гильзы дюбеля свойств, тем не менее можно сказать, что эти материалы обладают достаточной химической стойкостью при взаимодействии с щелочной средой возникающей в несущем основании и МТС.

Методика определения расчётной нагрузки с помощью испытаний на объекте

Общее

Допустимая нагрузка дюбелей, применяемых при креплении многослойных теплоизоляционных систем, на фасады из различных материалов может быть определена опытным путём с помощью испытаний на объекте.

Для этого необходимо провести, как минимум, 15 испытаний по вытягиванию дюбелей из несущего основания на данном объекте.

Проведение и оценка результатов испытаний, а также составление протокола и определение допустимой нагрузки осуществляется в присутствии представителя стройнадзора или уполномоченной им организации.

Количество и расположение проверяемых дюбелей должно соответствовать данному объекту. Так, например, при большой площади фасада или сомнениях в однородности материала, количество испытываемых дюбелей должно быть увеличено настолько, чтобы полученные результаты являлись действительными для всей площади фасада. Испытания должны проводиться в условиях максимально приближенных к реальным условиям.

Монтаж

Испытываемый дюбель монтируется согласно рекомендациям производителя дюбеля. Расстояния от краёв фасада, между дюбелями и т.д. должны соответствовать последующим действительным расстояниям. Дюбеля могут быть также установлены в швы между кирпичами (блоками).

В зависимости от перфоратора необходимо применение специального сверла, соответствующего действующим требованиям и нормам.

Проведение испытаний

Устройство по вытягиванию дюбелей должно обладать возможностью непрерывного, медленного наращивания нагрузки и иметь калибрированный циферблат. Нагрузка должна прилагаться в аксиальном направлении, перпендикулярно плоскости несущего основания и через переходник передаваться на тарельчатый держатель дюбеля.

Место упора устройства в несущее основание должно находиться, как минимум, на растоянии в 15 см от оси дюбеля. При проведении испытания максимальное значение нагрузки должно быть достигнуто путём непрерывного повышения, в течение одной минуты. При этом должны быть зарегистрованы предел растяжения (F₁), при котором сила остаётся постоянной, а путь продолжает увеличиваться и максимальная нагрузка (F₂), при которой происходит вытягивание дюбеля.

Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать в себе все данные необходимые для оценки несущей способности проверяемого дюбеля. Этот протокол должен быть включён в строительную документацию объекта.

Протокол должен содержать, по меньшей мере, следующую информацию:

• данные об объекте, владельце;
• дата и место проведения испытаний, температура воздуха,
• фирма, производящая монтаж дюбелей,
• несущее основание (тип материала, класс прочности, размеры отдельных элементов, тип раствора),
• визуальная оценка состояния несущего основания (заполненность швов, толщина швов, однородность),
• описание наносимой системы (основные данные),
• тип дюбеля и шурупа,
• расположение дюбеля по отношению к швам,
• значения замера сверла до и после сверления,
• данные применяемого устройства,
• результаты испытаний F₁ и F₂,
• лицо, проводившее и лицо, контролирующее испытания,
• роспись.

Оценка результатов испытаний

Допустимая нагрузка F_доп расчитывается по следующей формуле:

F_1доп = 0,23 x F₁

F_2доп = 0,14 x F₂

Из полученных значений выбирается наименьшее, которое и является F_доп.

Превышение значений допустимых нагрузок для определённых видов несущего основания, определённых ФЦС Госстроя РФ недопустимо.