SPAX – samowiercące wkręty do drewna – Parametry wytrzymałościowe i odporność na korozję

Samowiercące wkręty do drewna zapuściły już korzenie w nowoczesnym budownictwie. Dzięki nim można prefabrykować elementy budowlane, a na miejscu budowy połączyć je szybko i bez zbędnych prac przygotowawczych.

Podstawowej klasyfikacji wkrętów można dokonać na podstawie gwintu. Wkręty z gwintem niepełnym umożliwiają dociągnięcie do siebie skręcanych elementów, dlatego znaczna ich część posiada dużą płaską główkę talerzową. Taki zestaw umożliwia osiągnięcie maksymalnej siły zacisku. Wkręty z gwintem pełnym wytrzymują znacznie większe siły rozciągające i ściskające i znajdują zastosowanie w połączeniach dwóch elementów drewnianych lub blachy stalowej z drewnem albo we wzmocnieniach poprzecznych na rozciąganie lub ściskanie. Do stosowania w połączeniach drewna z blachą stalową przewidziane zostały wkręty z główką stożkową.

Wymiarowanie połączeń przy użyciu wkrętów przebiega na podstawie aktualnej normy dla budownictwa drewnianego EN 1995-1-1, każdorazowo z uwzględnieniem parametrów wytrzymałościowych obowiązujących dla danego wkrętu, które zawarte są zazwyczaj w certyfikacie ETA. Na jego podstawie znakujemy nasze wkręty. Standardowymi podanymi parametrami są tutaj: wartość właściwa momentu odkształcenia My.Rk, charakterystyczna wytrzymałość na wyrywanie fax, k czy przekręcenie główki fhead, k. Dalszych informacji o wymiarowaniu dostarczają poszczególne rozdziały ETA dotyczące określonych wkrętów. I tak na przykład ETA określa wartość właściwą wytrzymałości na docisk dla kąta wkręcania 90° do 0° między osią wkręta a kierunkiem ułożenia włókien drewna. Uzupełniająco do wytycznych z obowiązujących norm dla drewna określających odstępy minimalne od krawędzi znaleźć można w niektórych certyfikatach ETA regulacje dotyczące zredukowanych odstępów od krawędzi. W ETA dla SPAX widnieją spójne regulacje dla asortymentu wkrętów z gwintem pełnym i niepełnym.

Ochrona antykorozyjna

Trwałość konstrukcji drewnianej zasadniczo powinna być zapewniona przez środki koncepcyjne i budowlano-konstrukcyjne. Elementy łączące nie mogą zatem niszcząco wpływać na konstrukcję drewnianą, tak jak i same nie mogą ulegać uszkodzeniu – zarówno w swoich właściwościach fizycznych jak i parametrach wytrzymałościowych – przez drewno (środki zawarte w drewnie), inne materiały (powłoki lakiernicze, środki ochrony drewna, …) lub inne czynniki (chemikalia, woda,… ). Celem jest uzyskanie takiej samej żywotności połączeń metalowych co konstrukcji drewnianej. Należy tu pamiętać, że odporność elementów metalowych na korozję może zostać zmniejszona pod wpływem wilgoci lub temperatury, szczególnie w połączeniu z drewnami obrobionymi chemicznie lub z gatunkami o wysokiej kwasowości.

W Eurokodzie 5 podane są dalsze wskazówki. W rozdziale 4, par. 4. 2. widnieje, że metalowe elementy złączne – o ile są wymagane – muszą mieć ochronę antykorozyjną wynikającą albo ze swoich właściwości fizycznych albo z zastosowanych powłok galwanicznych. Tabela 4. 1 podaje przykłady minimalnych wymagań względem elementów budowlanych i ochrony antykorozyjnej elementów złącznych. I tak: dla wkrętów do drewna o średnicy d > 4 mm i zastosowaniu w klasie użytkowej 1 i 2 nie ma wymagań minimalnych, natomiast dla tych wkrętów zastosowanych w klasie użytkowej 3 wymagana jest warstwa cynkowa o grubości 25 μm. Podsumowując: dla budowniczego oznacza to konieczność użycia wkrętów ze stali nierdzewnej.

Co oferuje rynek?

Na rynku dostępne są zazwyczaj powłoki galwanicznie ocynkowane lub pasywowane na żółto (z chromem VI). W bezpośrednim porównaniu wymagań stawianych tym powłokom przez EN ISO 4042 („Elementy złączne – powłoki galwaniczne”) w teście zgodnym z EN ISO 9227 („Testowanie powłok antykorozyjnych w sztucznej atmosferze – testy w komorze solnej”) zakłada się trzy razy wyższą odporność na korozję powłoki pasywowanej na żółto (z chromem VI).

Zgodnie z wytycznymi unijnymi RoHS i unijnym rozporządzeniem REACH należy ograniczyć stosowanie określonych szkodliwych środków. Chrom VI jest do nich zaliczany. Z tego powodu powoli odchodzi się od powłok pasywowanych na żółto zawierających chrom VI. Pozostaje powłoka galwanicznie ocynkowana srebrna ze znikomą odpornością antykorozyjną.

Wraz z powłoką WIROX SPAX oferuje nową generację uszlachetnień, które w teście zgodnym z EN ISO 9227 wykazują wielokrotnie wyższą wytrzymałość na korozję niż obydwie wcześniej wymienione powłoki. Jest to ważna informacja dla planistów, którzy nie muszą się liczyć ze zmniejszoną odpornością na korozję w miejscach, gdzie nie ma regulujących tego wytycznych, ale otrzymują produkt o jeszcze lepszych parametrach. Jednakże zaznaczyć należy, że żadna z wymienionych w artykule powłok galwanicznych nie jest w stanie zastąpić stali nierdzewnej w miejscach, gdzie jest wymagane jej użycie!

Klasyczne obszary zastosowania wkrętów ze stali nierdzewnej to m. in. budowa lub renowacja budynków, których drewniane elementy budowlane wykonane zostały z dębu lub innego drewna zawierającego duże ilości tanin, budowa lub renowacja mostów, mostków, pomostów, budynki użytkowe jak np. hale do magazynowania soli, hale lodowiskowe, fasady, tarasy, balkony.

Tym samym wkręty do drewna dają planistom i wykonawcom nieograniczone możliwości nie tylko ze względu na ich wytrzymałość i wielostronne zastosowanie, ale też dzięki zachowaniu odpowiednich parametrów antykorozyjnych.