Для чего нужен нагель
Нагель по бетону: применение, классификация и особенности монтажа
Высокая прочность и долговечность повлияли на популярность использования бетона при возведении несущих стен, перегородок и создании перекрытий. Однако недостатки не обошли этот материал стороной. Высокая плотность не позволяет на бетонных поверхностях легко закрепить строительные конструкции, навесные детали интерьеров, инженерное оборудование и отдельные элементы коммуникаций. Чтобы упростить монтажно-отделочные процессы и обеспечить надежную фиксацию, был изобретен нагель по бетону. Благодаря метизу особой конструкции удается сэкономить время при выполнении монтажных, строительных и отделочных работ.
Строение и назначение
Нагель по бетону — это специальный шуруп (саморез) в виде металлического стержня с острым наконечником и неравномерно нарезанной резьбой. Метиз выпускается с головками разной формы, но чаще она имеет потайное исполнение с насечками на внутренней стороне. Это раззенковка, обеспечивающая максимальное прилегание крепежного элемента к изделию, фиксируемому на основании с твердой структурой.
Обычно нагель закручивается инструментом с крестовой насадкой или битой, форма которой имеет вид шестиконечной звезды. Это зависит от шлица на головке крепежа. Специалисты вариант под звездочку-шестигранник называют TORX.
Специальный шуруп — это крепеж для работы не только с бетоном, но и с природным камнем, пустотелым и полнотелый кирпичом. При правильном подборе диаметра и соблюдении правил монтажа нагель может даже применяться для крепления в пористых основаниях. Надежность фиксации обеспечивает именно частая резьба с переменной высотой. С помощью метиза крепятся:
Нагели с антикоррозийным покрытием применяются на улице и в помещениях. С их помощью фиксируются деревянные, пластиковые, алюминиевые конструкции. Специальные шурупы популярны из-за возможности повторного использования. Поэтому их применяют для крепления временных изделий. Это приставные лестницы, поручни, леса.
Классификация нагеля по бетону
Шуруп по бетону или нагель выпускается в нескольких вариантах. Каждый из видов крепежа отличается используемым металлом для изготовления, формой головки, конструкцией резьбовой части, типом покрытия и ценой.
Металл изготовления
Нагель или шуруп по бетону создается из следующих материалов:
Саморез по бетону из углеродистого металла — самый распространенный вариант нагеля. Этот вид стали позволяет создавать крепеж, который не деформируется даже во время вкручивания в прочное бетонное основание.
Форма головки
Стальные нагели выпускаются с потайными и выступающими головками. Шляпки метизов могут иметь следующее исполнение:
Вид шляпки влияет на способ монтажа нагеля. Большинство типов специальных шурупов можно вкручивать без предварительной подготовки отверстия. Исключением являются саморезы с крюком или шпилькой. Для них необходимо заранее подготовить отверстие и установить пластиковый дюбель.
Конструкция резьбы
Стальные саморезы по кирпичу и бетону в зависимости от конструкции резьбовой части выпускаются в следующем исполнении:
В России чаще используется переменная разновидность метиза с насечками. Строители его еще называют турбошурупом. В основном применяется крепеж с потайной шляпкой, которая закручивается насадкой Torx. Наименьшая вырывающая нагрузка этого нагеля составляет 2,5 кН. Он применяется в стенах из бетона с различной плотностью. Рекомендуется во время монтажа создавать крутящий момент максимум 20-25 Нм.
Тип покрытия
Цвет нагеля позволяет определить тип покрытия:
На стоимость специальных шурупов по бетонным поверхностям в основном влияет длина крепежа и тип защитного слоя. Самая высокая цена у оцинкованных метизов, а дешевле всего стоят зачерненные саморезы.
Особенности монтажа
До начала применения самореза по бетону нужно подготовить инструмент:
На следующем этапе выполняется определение мест сверления и бурения отверстий. После создания каналов в бетоне проводится их очистка от пыли. Затем метизы вкручиваются через закрепляемую конструкцию в подготовленные отверстия.
Рекомендуется придерживаться следующих правил:
При необходимости в каналах предварительно размещаются пластиковые дюбели. Они позволяют увеличить надежность крепления. Их нужно применять, если основание имеет пористую структуру. Саморезы по бетону без дюбелей можно использовать, когда на метиз не будет большой нагрузки. Одной из таких ситуаций является крепление картины.
Видео
Заключение
Рынок строительных материалов предлагает широкий ассортимент нагелей по бетону, отличающихся размерами и конструкцией. Это позволяет подобрать крепеж для конкретного вида работы с учетом нагрузок и нюансов фиксации. Метизы для твердых оснований упрощают монтажные и строительные работы, существенно сокращают время их выполнения.
А вы уже пробовали работать с нагелем по бетону?
Что такое нагели и для чего они нужны
Крепёж, противостоящий изгибающим нагрузкам в соединениях, которые работают на сдвиг, именуется нагелем.
1. Типы нагелей и решаемые ими задачи
Дословный перевод слова «нагель» (Nörgeln), с немецкого языка на русский, означает гвоздь. Но это не привычные каждому из нас гвозди, а штыри квадратного, круглого или многогранного сечения, не имеющие шляпки и острия. Обязательное требование гладкая поверхность (резьба не наносится). Подобные изделия имеют еще одно распространённое наименование, шкант.
Эти элементы имеют значительный разброс по длине, которая действующими нормативами не регламентируется. Диаметры, согласно действующему нормативу 30974-2002, должны быть следующими. Для стыковки бруса, толщина которого ≤ 140 мм, (20-25) мм. Более 140 мм, ≥ 30 мм. Материалом для изготовления нагеля может быть дерево (используется чаще всего) или металл.
Основная задача, которую решает использование шкантов, противостояние сдвигу элементов конструкции деревянных сооружений под влиянием изменения влажности и внешних температур, который происходит непропорционально. Его величина зависит от расположения древесных волокон.
1.1. Принцип работы нагеля.
Под действием сдвигающих нагрузок элемент первоначально проворачивается на определённый угол вдоль продольной оси, что обусловлено его обмятием материалом бруса, после чего изгибается.
При этом пропорционально возрастает площадь соприкосновения шканта с древесиной бруса. Это приводит к росту сопротивления его дальнейшему смещению. В процессе происходящего взаимодействия нагель и элементы (соседние брусья), им соединённые, не подвергаются разрушающим деформациям. Изменение объёма бруса в процессе усадки приводит к обратному сдвигу, что снижает давление на шкант, и он принимает исходное положение.
Чтобы не допустить разрушения данного элемента крепления, его выбирают с учётом ожидаемых нагрузок.
1.2. Деревянные нагели
Практика показывает, что в подобных ситуациях нагели из дерева являются более предпочтительным решением по целому ряду причин:
Недостатком деревянного нагеля можно считать меньшую долговечность, относительно металлического аналога. А также меньшую величину нагрузки, которую он может выдержать. Этим объясняются специфические особенности, учитываемые при монтаже.
1.3. Нагели из металла
Несмотря на то, что эти изделия превосходят деревянные аналоги по прочности и долговечности, применяются они реже. Главным недостатком, определяющим это, является излишне прочное крепление, не позволяющее брусу сдвигаться в процессе усушки, что может приводить к зависанию бруса и образованию щелей в стенах.
Достоинствами металлических нагелей является:
К недостаткам относятся:
Наиболее часто используемые нагели выполняются из берёзы. Реже, из дуба или лиственницы.
Работы выполняются аналогично.
3. Сборка профилированного бруса на нагели
Выполнять сборку следует вдвоём. Для минимизации трения можно использовать мыльный раствор.
4. Сборка на гвоздях
Данный вид сборки часто используется при возведении срубов бань и дачных домиков. Главное преимущество их применения, скорость выполнения сборки и её дешевизна (в сравнении с использованием нагелей).
Стандартная длина гвоздей, (200-250) мм. При сборке требуется топить их шляпки в верхний брус на глубину не менее 30 мм. В противном случае, возможно зависание бруса при усадке, либо выдавливание верхнего бруса шляпкой. И в том, и в другом случае в стене образуются щели.
К недостаткам использования гвоздей относится их подверженность коррозии, худшие показатели при работе на изгиб (по сравнению с нагелями из дерева).
Нагели для сруба. Характеристики деревянных нагелей
Деревянный нагель в срубе работает в основном на изгиб, но также и сопротивляется сдвигающим усилиям в межвенцовых сопряжениях. Сруб при усадке претерпевает различные деформации, но «древесная среда», в которой находится нагель – скорее упругая, чем жесткая и поэтому основные нагрузки, действующие на стрежневой нагель – все-таки изгибающие. По этим причинам деревянные нагели для крепежа сруба и изготавливают из древесины твердых пород – это дуб и береза, но вторая «встречается» в виде круглых деревянных нагелей намного чаще. Нагель вытачивается из бруска квадратного сечения на станке, и хотя технически возможны любые диаметры нагелей, березовые нагели для сруба не имеют смысла, если они тоньше 25 мм. Размеры нагелей и их диаметр – расчетные, и расчет достаточно сложен, но для различных видов соединений в срубе с учетом размеров бруса, породы дерева, нагрузок на стены (этажность, вес, другие факторы) – у проектировщиков имеются типовые узлы и размеры нагелей. В частной строительной практике это сводится к еще большему упрощению: нагели для срубов в основном березовые и имеют диаметр от 2,5 см.
Классический сруб собирают не на «железо» (анкера, гвозди, штыри и др. металлические крепежи), а только на деревянные нагели. Конечно, с металлом строить быстрее и дешевле, но плотники-профессионалы нередко называют подобный подход халтурой, хотя не все специалисты с этим согласятся: у металлических нагельных соединений множество плюсов. Да и трудно спорить с тем, что физические характеристики металлов во много раз превышают скромные параметры дерева. Тем не менее, металл – изначальный антагонист дерева, и это никакая не сказка, а физика:
Но есть и аргументы против деревянных нагелей в пользу металлических. Один из них – это сопротивление конструкционной стали изгибу, скручиванию, сдвигу и растяжению, и с этим спорить невозможно. Несовместимость, или вражда дерева с железом в таком контексте представляется сказочно-рекламным ходом, и нужно сказать, что далеко не все специалисты по деревянному зодчеству считают березовые круглые нагели непревзойденным крепежом. Но тем не менее, именно деревянные нагели сегодня в тренде для срубов из бруса и бревен, это диктуется и интересом потребителей к чистой экологии, и традиционной практикой возведения деревянных домов, древность которой впечатляет – более 1000 лет. Пожалуй, древность проверенной технологии и обусловила хорошую долю интереса к домам «без единого гвоздя».
Интересны также некоторые моменты работы нагельных соединений в срубах. Древесина сопрягаемых венцов в «нагельном гнезде» работает на смятие, а сам нагель, как уже говорилось – на изгиб. При этом напряжения смятия в деревянных узлах сруба не могут быть равномерны, ведь нагель из березы – не абсолютно жесткий элемент, он сгибается; а отсюда и разница в распределении напряжений в гнезде – у бортиков они максимальны. Это учитывается при расстановке нагелей по венцу, а также и в выборе места соединения: это должен быть «идеальный» участок бруса без пороков древесины, свилеватости, сучков и так далее. Работа плотника в этом плане достаточно творческая и требует и опыта, и интуиции.
Характеристики деревянных нагелей
Важен и сорт древесины, и сечение, и влажность нагеля. Породы дерева используют только твердые, а вот сечение нагеля непринципиально, лишь бы было симметричное – может быть как круглым так и квадратным, и даже многоугольным (мебельный нагель). Но под квадратный нагель засверливать брус в срубе очень долго и трудоемко, поэтому квадратные нагели и применяются для домов так редко. Еще несколько нюансов изготовления нагелей:
Правильный нагель в срубе удержит венцы не только на период монтажа, но и при сильных усадочных деформациях, выдержит и выгибание, и выкручивание, и сдвиг брусьев – порой незаметные на глаз, но достаточно мощные нагрузки, что бывает заметно на неудачных, щелястых срубах. После выравнивания усилий в сопряжении соседние брусья, по выражению плотников, прирастают и сруб работает как единая, прочная и пластичная деревянная конструкция.
Нагель
Очень часто нагели упоминают в связи с рублеными домами, есть и еще одно отечественное название нагеля – кукс, эти виды нагелей отличались продольным или винтовым рифлением, что давало большую плотность и связь в соединении. При соединении импостов и углов оконной рамы из дерева в старину ставили не угловые пластинки, как в наше время, а нагели (куксы) в натяг, очень плотно и со столярным клеем – стык получался прочным и отлично сопротивлялся сдвигу и «выворачиванию», при этом соединение было невидимым, так как конец кукса не утапливался в дерево, а снимался заподлицо стамеской. Мебельщики знают нагели очень сложных форм – многоугольные, звездчатые, потайные. Нагель для бетона, кирпича, камня похож на обычный шуруп, но лишь на первый взгляд: у металлического нагеля для бетона есть конструкционное отличие от шурупа и самореза: это специфическая неравномерная нарезка для усиления фиксации.
Стальной нагель может и не иметь резьбы и представлять собой стержень со шляпкой или без нее, с заточенным наконечником. Нагели для бетона используют при монтаже ж/б, каменных, кирпичных и др. конструкций, если крепление другого типа невозможно.
Типы нагелей
Типы нагелей подразделяют по материалу, видам, формам, назначению, и полная классификация нагелей изрядно сложна и обширна, и при этом малоинтересна для практических задач домашнего ремонтника. Нагелями считаются гвозди, болты с гайками, винты и шурупы, саморезы, дюбель-гвозди, крепежные стержни и др. Краткий список типов нагелей:
Гвозди
Гвозди – простейшие с виду нагели, но не так просты они в эксплуатации. В дерево гвозди забивают без засверливания, поскольку гвоздь не режет волокна, а раздвигает их, самоукрепляясь в основе. Гвоздь не ослабляет материал в месте забивки, но древесина возле гвоздя уплотняется, а при достижении критического усилия дерево трескается или скалывается – такие неудачи знакомы всем ремонтникам. Простое правило: принимать шаг между гвоздями от 15 до 25 диаметров гвоздя. Но и в процессе эксплуатации гвоздевого соединения бывают казусы, связанные с эффектом ползучести при длительных нагрузках (следствие недостаточной жесткости гвоздя на изгиб).
Турбошурупы
Шурупы (турбошурупы) и глухари с гладкой частью и винтовыми неравномерными нарезками. Головка шурупа представляет собой шаровидный сегмент с прорезью для отвертки. Глухарь снабжен квадратной или шестигранной головкой, под гаечный ключ. И шурупы, и глухари применяют для крепежа металлических деталей к деревянной основе или элементам (пример: стыковое соединение растянутых поясов в ферме, укрепляемое металлической накладкой).
Пластинчатые нагели
Дубовая (березовая, буковая и др.) антисептированная пластинка, широко применяемый крепежный элемент в составной балке – это нагель, работающий на сдвиг. Пластинка-нагель применяется при сплачивании бруса по высоте (обычно два или три бруса). Эти соединения расчетные, а размеры нагелей и гнезд и расстановка пластинок регламентируются нормами. В деревянном пластинчатом нагеле волокна древесины всегда направлены по перпендикуляру относительно плоскости стыка деталей.
Шкант и нагель
Шканты, как и нагели, применяют для сборки мебели и рубленых строений. Нагель – более длинный и не имеет заострения на конце, но основное различие нагелей и шкантов технологическое: их по-разному забивают в скрепляемые элементы. Шкант имеет продольные фаски и закругленные концы, иногда шкантом называют круглый шип.
Соединение на шкантах предполагает плотную фиксацию крепежа без свободы смещения шканта в основе. Шкант должен контактировать с основой как можно плотнее, для чего отверстия под него засверливают меньшего диаметра, а сам шкант забивают в натяг, применяя мыльный раствор. Нагельное соединение предполагает степень свободы крепежного элемента относительно скрепляемого, например, при монтаже венцов сруба под усадку: нагель вставляют в отверстие, диаметр которого на 2-4 мм больше, и при усадке венцы удерживаются в плоскости, но могут двигаться в вертикальном направлении, что предотвращает критические деформации и их последствия, такие как трещины и расколы древесины. Соединение на шкантах хорошо знают любители изготовления корпусной мебели для дома своими руками.
Хотя выше шла речь о креплениях нагелями преимущественно деревянных конструкций и элементов, нагельные соединения применяются намного шире – для бетона, кирпича, пористых материалов. Нет ни одной области строительства и техники, где не встречались бы нагельные соединения.
Что такое нагель, его виды и назначение
Что такое нагель?
Нагель – это крупный деревянный гвоздь или металлический саморез. Головка нагеля плоская, поэтому крепеж легко спрятать в декоративных целях. А сами саморезы не выскакивают, потому что имеют внизу форму конуса и насечки на резьбе. Нагель и шкант могут считаться синонимами. Одно отличие в том, что нагель по большей части используется на плоскостях.
Еще одна похожая деталь – это дюбель. Но сам дюбель используется в совокупности с винтом, гвоздем и так далее, а нагелю это не нужно, он сам по себе крепеж. Помимо этого, нагель препятствует сдвигам и смещениям, а дюбель – вырываниям.
Металлический нагель по бетону
Разновидности нагелей
Металлический вид нагелей используется для работ по бетону и кирпичу, он может выдержать значительные веса. Помимо этого, он отличается резким шагом, поэтому обеспечивает надежный крепеж, в том числе и крепление объектов на бетонную стену.
Нагели разделяются по цвету покрытия:
Само покрытие наносится на металлический каркас нагеля для обеспечения защиты. Есть классификация нагелей по расположению резьбы:
Основной критерий выбора саморезов по бетону — способность элемента выдерживать максимальную нагрузку. Особая резьба – то, что отличает нагель по бетону. Нагель имеет преимущества при работе с бетоном, сравнивая его с другими видами шурупов.
Берёзовый нагель для деревянных домов
Нагель деревянный для бруса имеет плюсы:
Если дом возводится из бруса, то деревянный нагель – идеальный выбор. Значительных минусов нет. Единственный минус – выполнение работ с деревянным нагелем займет дольше времени и затрат. Нагель делается и из пластика, но обладает маленькой несущей способностью. Но пластик не учитывает многие параметры, например, усушку дерева.
Чаще всего используются нагеля с круглым сечением, отверстия под них сделать быстрее всего.
Применение деревянного нагеля
Причины, почему специалисты предпочитают деревянные нагели
Работа с металлическими гвоздями будет легче для мастера, однако предпочитают все-таки деревянные крепежи по следующим причинам:
Параметры нагеля
Есть параметры, которые базируются на основе материала:
Изготовление
Промышленный нагель сделан однородным, изготавливается без свилеватостей или сучков. Для изготовления используются исключительно высшие сорта древесины. Распространенные размеры:
Самой предпочтительной формой является цилиндр, его намного легче выточить на станке. Помимо этого, и отверстие под них сделать легче. Нагели других форм, в том числе и шестиугольных обычно используются в столярном деле. Сделать отверстия для такого крепежа иногда просто невозможно.
Поэтому для строительства они не подходят. После того как нагель сделан, все должно быть обработано антисептическими средствами. Нагеля любых параметров могут быть изготовлены в домашних условиях, если есть древесина нужного качества.
Создание нагелей квадратной формы считается простым процессом: пилка доски производится вдоль древесных волокон, разделяют на бруски по 20-30 мм диаметром, а после шлифуют грани брусков.
Металлические нагели по дереву
Размеры
Чтобы нагель выдержал нагрузку, требуется изготовить саморезы, диаметр которых был бы не менее 1/6 толщины самого бревна. Диаметр отверстие должен отличаться от диаметра нагеля на примерно 0,5 мм, причем надо помнить, что дерево из-за своих свойств впоследствии увеличит диаметр отверстия.
Для домашней мебели понадобятся нагели диаметром 0,8 мм – 1 см. Всю нагрузку на себя берет та часть нагеля, которая ввинчивается. Чем больше нагрузка, тем больше должна быть эта часть. Стандартные размеры нагелей созданы для соединения пары бревен, а для скрепления нескольких понадобятся более длинные образцы.
Крепление к стене
Понадобятся следующие инструменты:
Если поверхность рыхлая, то можно закрутить саморезы без сверления. Нужна лишь отвертка.
Нагель по бетону
Стоимость зависит прямо от длины и параметров покрытия. Но в основном они стоят недорого, около 300-600 рублей за 100 штук. При строительстве нагелей понадобится не так много. Цена нагеля не ударит по кошельку.
Правила безопасной работы с нагелями
Во время работ с нагелем нужно придерживаться элементарных правил безопасности:
Правильное применение нагеля
При работе следует учитывать, что есть свои нюансы:
Чтобы рассчитать, какую нагрузку выдержит нагель, понадобится знание многих параметров. Поэтому есть список допущений:
Важно качественно просверлить отверстие для нагеля.
Нагель и деревянное домостроение
Для сосновых бревен обычно используются штыри из лиственницы. Кроме, того обычно выбирают именно нагель березовый, вследствие того, что он обеспечивает значительную прочность, и просто дешевле.
Самая трудная часть в сборке конструкции состоит в правильном направлении или размере производимых отверстий. У строителей без опыта нередки случаи получения искривленных штырей, или нагелей, которые не соответствуют отверстиям. При таком раскладе очень трудно будет выполнить правильное соединение.
Другие виды нагелей по бетону
Производители
С 2018 по 2021 возросло количество квартир, и частных домов более, чем на 50%. Из-за этого на рынке появился большой спрос на стройматериалы, а значит и увеличилось количество компаний, которые готовы предоставить свои товары покупателям.
Самыми популярными на рынке являются компании:
Оборудование
Для создания металлических нагелей по бетону потребуется следующие оборудование:
Далее остается проверить на качество саморезы и упаковать. Сама «фабрика» имеет огромную скорость, около 200 штук в минуту. Но и хозяину придется отдать за оборудование примерно 2 млн. рублей.
Когда требуется надежное соединение конструкции строения, наиболее выгодным вариантом считается использование нагелей из твердых пород деревьев. Такая конструкции устраняет возможную деформацию дерева, но при этом обеспечивает прочность и долголетие строения. При этом смещение венцов сруба не допускается при таких нагелях, это влияет на усадку в период эксплуатации. Дает возможность усыхать древесине равномерно, отчего не страдает целостность дома.
Металлический нагель считается более крепким, по сравнению с деревянным. Но из-за этого бревна могут и деформироваться. По этой причине чаще всего выбирают деревянные штыри. Сам процесс установления нагелей не такой уж сложный, но требует строителя аккуратности. При желании можно не использовать этот вид крепежа вообще, но в обратной ситуации потребуется брать на себя ответственность.
Ответственные строительные компании обязательно включают оплату установки нагелей, поэтому конечная сумма может выйти немного дороже. Но такие затраты стоят того, чтобы дом стоял крепким и без отверстий в стенах.