Для чего используют гвозди
Гвозди. Виды и работа. Применение и особенности. Характеристики
Гвоздь является одним из самых первых и популярных разновидностей крепежных изделий. Он представляет собой металлический прут с острым концом и головкой, выполненной в форме шляпки. Форма стержня может быть цилиндрической или прямоугольной. Гвозди применяются для соединения различных материалов, но чаще всего сочетаются с древесиной. Изделия забиваются в заготовку с помощью молотка ударами по шляпке. В результате механического воздействия гвоздь плотно вгоняется в материал, и удерживается в нем силой трения.
Изготовление
Изначально гвозди изготовлялись вручную кузнецом. Он ковал сталь, зачастую без сложной закалки, поскольку слишком твердый металл при механическом воздействии может лопнуть. Также в старину гвоздики изготовлялись путем литья. В основном так делались бронзовые изделия, а также медные. Сейчас технология изготовления существенно проще. Для этого применяются специализированные станки. Сначала изготовляется длинная стальная проволока, разрезаемая станком на небольшие стержни, на которых прессом формируется шляпка. Острие также делается путем штамповки. Кроме стали, для изготовления гвоздей применяют и другие материалы, такие как медь, латунь и бронза.
Отличия гвоздей для нейлеров и обычных
С появлением гвоздезабивных пистолетов все существующие разновидности гвоздей начали делить на две категории – обычные и для нейлеров. Для работы с обычными применяется молоток, с помощью которого гвоздь заколачивает в материал. Изделия для нейлеров забиваются специальным пистолетом, поэтому они имеют специфическую форму. В первую очередь их можно узнать по кассете, которая представляет собой ленту из соединенных параллельно друг к другу нескольких десятков гвоздиков. Для их фиксации между собой применяется бумага или пластик. Такие крепежи имеют срезанные шляпки, что вызвано технической особенностью пистолетов и кассет.
Стоимость таких гвоздиков на порядок выше, чем покупка аналогичного количества крепежей предназначенных для забивания молотком. Это связано с затратами на изготовление кассет. Они делаются на специальных станках, поэтому собрать своими руками несколько обычных гвоздиков в кассету невозможно, поскольку те имеют шляпки, а также прочие конструктивные отличия.
Основные характеристики обычных гвоздей
В отличие от гвоздей для пистолетов, обычные крепежные элементы продаются не кассетами, а на развес. В большинстве случаев их можно приобрести в магазине просто отсыпав нужное количество и взвесив его. Во многих строительных гипермаркетах гвоздики предлагают уже расфасованными в небольшие емкости и пакеты, а также посчитанными по количеству.
Главные отличия обычных гвоздей заключается в их длине. Чем длиннее стержень, тем надежней фиксация. Обычно гвозди классифицируют на категории по длине в миллиметрах. Так называемая «сотка» представляет собой гвоздь длиной 100 мм, «пятидесятка» –50 мм и так далее.
Кроме этого немаловажным отличием гвоздей, которые находятся в одной категории длины, является толщина стержня, а также диаметр шляпки. Чем они выше, тем на большую нагрузку рассчитан крепеж. Также шляпка большого диаметра позволяет приколачивать к жесткой поверхности мягкие и хрупкие материалы, которые могут оторваться, если площадь их прижима к поверхности будет минимальной. Что касается толщины стержня, то нужно учитывать, что гвоздики большого диаметра при забивании в такой материал как древесина могут ее расколоть. Выбирая излишне тонкие крепежи, существует риск недостаточной силы удержания сколачиваемых поверхностей, а также возможность загибания стержня в связи с низкой механической прочностью и высокой жесткостью заготовок.
Форма самого стержня различных конструкций может отличаться. На нем могут быть насечки, а также сформированная спираль. Это тоже обеспечивает различные свойства крепежа, которые нужны при работе с определенными материалами.
Разновидности гвоздей
Фактически для каждой цели, когда применяются гвозди, придуманы особенные их конструкции, которые позволяют добиться максимально надежного соединения поверхностей. Существует несколько десятков разновидностей гвоздей, но в связи с появлением более современных крепежных материалов, таких как шурупы и анкеры, большинство конструкций отошли в прошлое. По-прежнему актуальными можно назвать около трети всех придуманных когда-либо разновидностей гвоздиков.
Строительный
Представляет собой самую распространенную группу крепежных материалов. Их делают различных размеров, но не длиннее 310 мм. Они применяются для сколачивания досок, а также прибивания различных материалов к ним. Такой крепеж делается из низкоуглеродистой стали. На его шляпке имеется специальная насечка, которая препятствует скольжению молотка при ударах. Обычно такой крепеж делают с цинковым покрытием, что повышает стойкость к коррозии. Так же изготовляются специальные гвозди с кислотоупорной стали, которые предназначены исключительно для мест с повышенной влажностью.
Медный
Имеет практически идентичную конструкцию с обычным строительным, только делается из медных сплавов. Такой крепеж существенно мягче, поэтому не может заколачиваться в столь твердые породы древесины, как это возможно применяя строительный крепеж. Медь не поддается коррозии, поэтому обеспечивает надежное удержание поверхностей десятки и даже сотни лет. Поскольку такая конструкция чрезмерно эластичная, сфера ее применения довольно узкая. Медные, а также латунные гвоздики, обычно применяются для сколачивания деревянных яхт и лодок.
Винтовой
Имеет стержень, закрученный в винт по всей длине. Он делается из проволоки квадратного сечения. Обычно его используют для соединения деревянных конструкций, которые могут иметь большой диапазон расширения в результате изменения влажности. Такими гвоздями прибивают деревянный пол, а также сколачивают поддоны. Благодаря винтовой форме крепление надежно фиксируется в древесине и имеет повышенную стойкость к вытягиванию.
Ершеный
Имеет по всей длине применяемой на классических шурупах. Такая форма дает очень надежное соединение. Оно практически в 5 раз сильнее, чем обычная гладкая поверхность стержня. Подобные гвозди делают из закаленной стали. Их применяют для сколачивания тары. Зачастую перед их забиванием сверлится отверстие меньшего диаметра, чем толщина стержня. Далее гвоздь заколачивается в него.
Кровельный
Имеет короткий стержень с непропорционально большой шляпкой. Он предназначен для удержания мягкого рулонного или листового материала, такого как рубероид или профнастил. Поверхность таких крепежей покрыта толстым слоем оцинковки для обеспечения максимальной защиты от коррозии
Шиферный
Также предназначен для использования при монтаже кровли, но он работает только с шифером. Он имеет длинный стержень с большой шляпой, которая может иметь накладку в виде шайбы. Благодаря ее наличию при забивании обеспечивается герметизация пробитого отверстия. Это исключает попадание влаги под крышу. Такие гвозди забиваются только в гребень волны, и никогда во впадины.
Обойный
Представляет серию коротких крепежных изделий длиною 12 до 20 мм, которые применяются для фиксации обивки на мягкой мебели. Зачастую он имеет большую декоративную шляпку, которая просматривается поверх тканей обивки, поэтому ее делают из меди, бронзы или латуни. Нередко и сам стержень так же сделан из этих материалов. Шляпка таких гвоздей может быть декорированной и иметь тисненый орнамент.
Финишный
Существенно отличается от классической конструкции. Дело в том, что его шляпка имеет практически такой же диаметр, как и сам стержень. Головка утапливается в поверхность древесины, при этом становится практически незаметной. Предназначение этих гвоздей заключается в прибивании наличников на двери, деревянных плинтусов, вагонки и прочих деревянных элементов, на которые не оказывается серьезная механическая нагрузка. Благодаря их применению удается добиться максимальной эстетичности поверхности конструкции без видимых крепежей.
С овальной головкой
Используется для работы с нежной древесиной, которая склонна к растрескиванию. Овальная форма шляпки позволяет при забивании гвоздя направить ее по направлению размещения волокон. Благодаря этому заглубление шляпки не создает механического влияния в тех точках, которые могут повлечь появление трещины.
Сапожный
Является специализированным крепежом, который применяется для фиксации каблука к подошве. Его стержень может быть сделан из латуни или стали. При этом головка гвоздика коническая. Для фиксации набоек применяются крепежи четырехгранной формы.
Рекомендации по использованию гвоздей
При использовании гвоздей для фиксации различных заготовок лучше всего прибивать тонкую деталь к толстой. Также выбирая длину гвоздя нужно учитывать, что минимальное вхождение его кончика в заготовку должно составлять хотя бы треть. В том случае если древесина, в которую вколачивается крепеж, склонна к растрескиванию, ее можно предварительно просверлить. Диаметр получаемого отверстия должен быть намного меньше, чем толщина стержня. Также высокую вероятность предотвращения трещины дает предварительное затупление острого конца гвоздя. Никогда нельзя забивать гвозди в сучок, поскольку структура его волокон совершенно несовместима с подобным крепежом.
Какие бывают гвозди? Рассказываем о типах, размерах и их назначении
Гвозди — это одно из первых, что начали изготавливать люди, освоив обработку металла. Без них и сегодня не обходится ни одно строительство. И здесь все понятно: простота и надежность делают свое дело. Хотя на поверку гвозди оказываются не такими уж и простыми: они отличаются конструкцией, удерживающей способностью, назначением и много чем еще. Обо всем этом мы и будем говорить дальше.
Гвозди эволюционировали вместе с технологиями их изготовления. Исторические предшественники современного гвоздя показаны на фото.
Родословную этого крепежа принято вести от римских кованых гвоздей. Позже появились так называемые отрезные гвозди; процесс изготовления немного оптимизировали: их стали нарезать из заранее подготовленных листов металла. Тем не менее, гвозди продолжали оставаться довольно дорогими. Об этом хорошо говорит тот факт, что отслужившие свое здания часто сжигали, чтобы собрать на пепелище ценный крепеж. Массовым и дешевым он стал только после освоения прокатной технологии: собственно, проволочный гвоздь — и есть первый продукт металлопроката. Этот принцип изготовления используют и поныне.
Какие есть размеры гвоздей
Не хотим тревожить ничьи патриотические чувства, но в западной системе градация размеров крепежа более простая и логичная. Отправная точка — дюймовый гвоздь (его обозначают 2d). Дальше каждый шаг размерности (3d, 4d и т.д.) — это увеличение длины на четверть дюйма. Естественно, гвозди меньше одного дюйма у них тоже бывают.
Система ГОСТов менее логичная. Например, строительный гвоздь* (самый популярный вид крепежа) имеет следующую градацию размеров:
Длина: 16, 20, 25, 32, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 150, 200, 250, 260, 300, 310 мм
Диаметр: 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 5.0, 6.0, 7.6, 8.0 и 8.8 мм
Как видно, градация диаметров уже, поэтому гвозди разной длины могут иметь одинаковую толщину.
Из какой стали делают гвозди
В основном гвозди изготавливают из низкоуглеродистой термически необработанной проволоки общего назначения (в народе — черная сталь). Сам крепеж бывает двух типов: без дополнительной обработки и с нанесением на поверхность тонкого слоя цинкового покрытия.
В незащищенном виде черная сталь уязвима перед коррозией, поэтому для конструкций, используемых под открытым небом, лучше подбирать гвозди с защитным покрытием. Особенно это касается гвоздей небольших типоразмеров, т.к. они быстрее теряют удерживающую способность, когда поржавеют. Более подробно о марках стали для разных видов крепежа — будем говорить по ходу дела.
Какой вес выдерживает гвоздь
Разный крепеж обладает своей удерживающей способностью. У гвоздей с гладким стержнем она самая низкая. У винтового гвоздя того же размера сила прижима выше. А у ершеного — самая высокая. Многое зависит от типа древесины, в которую вбит метиз. Есть и другие факторы, от которых зависит удерживающая способность гвоздя.
Тем не менее, если не вдаваться в сложности и говорить понятными цифрами, то, например, сосновая доска, прибитая на две классических «сотки» (4.0х100) выдержит на отрыв примерно 70 кг. Если использовать два гвоздя 4.0х120 нагрузочная способность этой же доски увеличится до 130 кг. Повторимся, эти цифры приблизительные и зависят от дополнительных факторов, но, в целом, они дают понять, что гвозди — это просто и надежно.
Какой длины должны быть гвозди
Когда нужно сбить деревянную конструкцию, мало кто погружается в сопромат и занимается «инженерными» расчетами. Этого и не нужно. Не ошибиться с выбором гвоздей для конструкций разной нагруженности помогает простая схема.
Каких типов бывают гвозди
От общих вопросов перейдем к основной части нашего разговора, и попытаемся максимально кратко и доходчиво объяснить, какие бывают гвозди — только фактами из ГОСТов.
Строительные гвозди
Самый распространенный и универсальный тип гвоздя. Он имеет гладкое тело и шляпку, которая может быть прямой или конусовидной формы. Диаметр головки в 3-4 раза больше стержня. На рабочем теле возле шляпки делают небольшие насечки — это улучшает удерживающую способность и одновременно не мешает вбивать и при необходимости извлекать крепеж. Строительные гвозди изготавливают как без покрытия, так и с защитой, в виде тонкого слоя цинка. Здесь, думаем, все понятно: первые боятся коррозии и быстро ржавеют, поэтому их используют для скрытых конструкций, вторые — для наружки.
Основное назначение
Как самый универсальный тип крепежа, строительные гвозди используют при возведении любых временных и постоянных сооружений. Их применяют для скрепления деревянных деталей между собой, монтажа навесных элементов к деревянным поверхностям, крепления твердых листовых материалов, в частности ОСБ, МФП и др. В целом, этот вид крепежа можно применять везде, где есть необходимость. Главное преимущество строительных гвоздей перед другими метизами — дешевизна, высокая прочность на излом, простота демонтажа и самая широкая размерная сетка.
Винтовые (витые) гвозди
Рабочее тело таких гвоздей выполнено в виде витого стержня с неполной резьбой. Спиральный профиль значительно увеличивает прочность крепления: по сравнению с обычными гвоздями их удерживающая способность больше в четыре раза. Стержень возле шляпки может иметь рифленые насечки или быть полностью гладким. По типу антикоррозийной защиты крепеж делят на оцинкованный и без покрытия (для внутренних работ). Витые гвозди используют главным образом для деревянных конструкций, которые подвержены деформациям. Речь идет не только об усушке, короблении или разбухании, но и искривлениях под нагрузками.
Основное назначение
Витые гвозди используют при сборке ответственных конструкций, где важна не только высокая прочность, но и сопротивляемость к изгибающим нагрузкам. Так оцинкованные винтовые гвозди оптимальны для сооружения причалов, монтажа террасной доски, обшивки фасадов, иногда — для обрешетки крыши (первенство здесь все-таки принадлежит ершеным гвоздям). Крепеж этого типа оптимален для работы с ДВП и ДСП. Плюс его обычно задействуют для сборки деревянных контейнеров. Гвозди без защитного покрытия подойдут для полов, каркасов зданий и других крепежных задач внутри помещений.
Длина: 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120 мм
Диаметр: 2.5, 2.8, 3.0, 3.1, 3.4, 3.5, 3.8, 4.0 мм
Ершеные (гребенчатые) гвозди
Это наиболее «силовая» разновидность крепежа. Стержень таких гвоздей имеет поперечные насечки — в профиль напоминают конус — с наклоном ≈ 65° в сторону острия. Из-за характерной накатки такие гвозди еще называют кольцевыми. Рифленая часть обычно занимает ¾ от рабочего тела. Она значительно увеличивает прижимную способность и препятствует извлечению крепежа из посадочного отверстия. Забив такой гвоздь, обратно вы его сможете вытащить, только сильно разворотив материал, причем нет никаких гарантий, что сам крепеж не сломается. Гребенчатые метизы имеют цинковое покрытие.
Длина: 25, 30, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 мм
Диаметр: 2.1, 2.2, 2.5, 2.8, 3.1, 3.4, 3.8, 4.0 и 4.2 мм
Основное назначение
В целом ершеные гвозди используют для тех же задач, что и описанный выше винтовой крепеж — для монтажа ответственных конструкций, рассчитанных на высокие нагрузки и деформации. Также гребенчатые гвозди считают оптимальным вариантом для любых кровельных работ.
Какие гвозди лучше винтовые или ершеные?
Ершеные гвозди обладают самой высокой удерживающей способностью. У винтовых — она меньше, но все равно довольно приличная, например, 4 раза больше, чем у обычных гвоздей с гладким стержнем. При этом витые гвозди выигрывают у гребенчатых в одном немаловажном вопросе: если вы накосячили, есть шанс относительно аккуратно извлечь крепеж и перезабиться, не разворотив деревянную деталь или оставив сломанный гвоздь внутри.
Гвозди для обрешетки крыши
Лучший вариант крепежа для обрешетки кровли — оцинкованные гребенчатые гвозди. Это объясняется их самой высоко прижимной способностью и сопротивляемостью на отрыв. Но нужно не забывать, о чем говорилось выше: извлекать такой крепеж — сложно. Особенно, работая на высоте. Поэтому, если у вас первый опыт монтажа обрешетки, когда редко получается избежать косяков и перезабиваний, лучше использовать либо витые гвозди, либо делать первичную сборку обычными гвоздями, после чего (когда убедитесь, что все смонтировано как надо) — дополнительно усиливать доски обрешетки ершеными гвоздями. Так, в случае ошибки, вы легко демонтируете и переделаете нужные элементы.
Компромиссный вариант крепежа для монтажа обрешетки — это гвозди-шурупы. По силовым характеристикам они идентичны гребенчатым гвоздям, но, при необходимости, их можно аккуратно выкрутить, как обычный саморез. Более подробно об этом типе крепежа — читайте ниже.
Длина гвоздей для обрешетки
Оптимальный размер гвоздей зависит от толщины доски обрешетки*:
* схема расчета без учета контрбруса; при его установке (а это нужно делать!) к рекомендуемой длине гвоздя добавляют толщину бруса, используемого для контробрешетки.
Гвозди для ондулина
Ершеные гвозди с плоской (не конической) шляпкой — золотой стандарт для монтажа ондулина. В этом случае кровельный гвоздь используют со специальной шляпкой-колпачком, которая закрывает монтажное отверстие в ондулине и препятствует попаданию влаги под кровлю. Колпачки подбирают в цвет листа.
Финишные (вагоночные) гвозди
Этот крепеж отличается главным образом своей головкой цилиндрической формы. Ее диаметр лишь немного превышает толщину стержня, при этом высота идентична диаметру рабочего тела. Такая конфигурация позволяет полностью притапливать шляпку в материал, что делает крепеж почти незаметным. Финишные гвозди изготавливают из низкоуглеродистой стали марок Ст1пс, Ст1сп, Ст2пс, Ст2сп или аналогов. Отличительная особенность этого крепежа — довольно широкий выбор покрытий: гвозди делают оцинкованными, обмедненными, латунированными.
Основное назначение
Сфера применения таких метизов понятна по названию: их чаще всего используют для крепления вагонки и аналогичной фасадной отделки из дерева. Но не только. Финишные гвозди находят применение везде, где возникает необходимость в незаметных креплениях: это может быть укладка паркета, установка тонких реек, монтаж наличников, изготовление и реставрация мебели и многое другое.
Длина: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80 мм
Диаметр: 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.5, 2.7, 3.0, 3.1 мм
Шиферные гвозди
Это узкоспециализированный гвоздь, назначение которого понятно из названия. Его отличительная особенность — толстый стержень и широкая плоская, овальная или полукруглая шляпка, предотвращающая попадание влаги в места соединений. В некоторых вариациях этого крепежа шляпка не является одним целым со стержнем, а выполнена в виде обертки из оцинкованного металла.
Гвозди производят из не подверженной обработке низкоуглеродистой стали. Они могут иметь цинковое покрытие (ГОСТ 9870) или выпускаться без него (ТО 17-14-22-91). В последнем случае предполагается, что шляпка гвоздя должна отдельно обрабатываться антикоррозийной защитой после монтажа кровли. Диаметр шиферных метизов фиксированный — 4.0 мм.
Особенности применения
Крепление материала производят строго в гребень листа — в этом случае влага не будет попадать под шифер. Чтобы минимизировать риск трещин и сколов гвозди вбивают через предварительно просверленные отверстия соответствующего диаметра. Для лучшей гидроизоляции под шляпкой гвоздя имеет смысл использовать резиновую прокладку. Длину крепежа выбирают с поправкой на высоту гребней шиферного листа. Нельзя загибать гвозди вылезшие с внутренней стороны стропил или обрешетки — это может привести к появлению трещин на шифере (сразу или со временем).
Длина: 90, 100, 120 мм
Трефовые гвозди
Данный вид гвоздей имеет четыре глубоких канавки по всей длине стержня, что обеспечивает ему характерное «трефовое» сечение. Метизы этого типа делают из низкоуглеродистой стали без термической обработки и дополнительного покрытия. Как и шиферный крепеж, это гвоздь узкого назначения. Его используют главным образом для прибивания рубероида и других битумных материалов к деревянным поверхностям.
Гвозди-шурупы
Такие гвозди внешне очень похожи на обычные шурупы. Они имеют потайную головку, крестовые шлицы, неполную резьбу — но этот крепеж не закручивают, а вбивают в древесину. При этом выкрутить его можно, как обычный шуруп. Основная особенность таких гвоздей — резьба несимметричной формы. Также, если смотреть на резьбу в профиль, ее гребни имеют характерные закругленности, а сами вершинки — наклон в сторону головки. Этот тип резьбы еще называют ударным.
Гвозди-шурупы изготавливают из стали С1022 (такой же, как для большинства саморезов) и покрывают антикоррозийной защитой (белое или желто-пассерованное покрытие). По эксплуатационным характеристикам такие гибриды идентичны ершеным гвоздям, но их принципиальное отличие — возможность быстрого и аккуратного демонтажа с помощью шуруповерта.
Толевые гвозди
По назначению эти гвозди близкие к трефовым, но их конструкция существенно отличается. Они имеют небольшую длину и широкую плоскую шляпку. Стержень — гладкий. Благодаря этим особенностям они плотно прижимают и не повреждают мягкие материалы, такие как толь или рубероид.
Основное назначение
Прибивание к деревянным поверхностям мягких и твердых листовых материалов: строительного картона, битумных покрытий, кровельной дранки и т.д. Благодаря большой плоской головке это тип гвоздей отлично подходит для прибивания ДСП, ДВП и фанеры к деревянным основаниям.
Длина: 20, 25, 32, 40 мм
Диаметр: 2.0, 2.5, 3.0 мм
Гвозди с двойной шляпкой
Сдвоенная шляпка обеспечивает быстрый и простой демонтаж, поэтому такие гвозди используют для сборки временных конструкций: опалубок, элементов строительных лесов и т.д. Также гвозди с двойной шляпкой находят успешное применение для установки пленочных покрытий в деревянных теплицах и парниках, поскольку такие сооружения обычно «открывают» с наступлением тепла. Чтобы делать это с минимальным повреждением материала, пленку лучше прибивать двойными гвоздями через тонкую деревянную рейку.
Строительные скобы
Формально, это уже не гвозди, но такие крепежные изделия часто оказываются незаменимы при работе с деревом. К слову, скобы небольших размеров нередко называют сеточными гвоздями.
Сам крепеж имеет П-образное исполнение: состоит «спинки» и двух заостренных «ножек». Его изготавливают из прутка с круглым сечением методом горячей ковки. В качестве материала, как правило, используют конструкционную углеродистую сталь марки Ст3. На сгибах пруток немного расплющен — это нужно для того, чтобы увеличить жесткость скобы в нагруженных местах. Для более надежной фиксации в толще древесины на заостренные концы обычно наносят насечки.
Строительные скобы имеют толщину от 6 до 16 мм, но наиболее ходовой стандарт – 8 и 10 мм. Обозначение типоразмера изделия включает три цифры: диаметр, длину спинки и ножки.
Основное назначение
Скрепление бревен и брусьев в деревянном домостроении. Закрепление лагов пола и потолка. Усиление соединений каркасного дома. Фиксация угловых бревен венца друг с другом. В целом, кованые скобы незаменимы для надежного соединения любых крупноразмерных пиломатериалов, причем, не только бревен и брусьев, но и толстых досок.
Популярные типоразмеры: 8х200х70, 8х250х70, 8х270х70, 10х200х70, 10х250х70, 10х270х70 мм.