Wkręty do sklejki bukowej i drewna warstwowego LVL

Bukowe drewno fornirowane warstwowo jest kilkukrotnie mocniejsze od świerka i dokładnie tak samo trudniejsze do wkręcania. Zwykły wkręt konstrukcyjny nie jest przewidziany do wkręcania w nie bez otworu - ale w otworze nawierconym ETA-11/0024 daje dla niego komplet wartości do obliczeń.

Dlaczego zwykły wkręt nie da rady bez nawiercania

Gęstość bukowego LVL jest znacznie wyższa niż drewna iglastego. ETA-11/0024 liczy nośność wkrętów w bukowym LVL względem gęstości odniesienia 730 kg/m³, a w drewnie iglastym - 350 kg/m³. Bez otworu wstępnego opór przy wkręcaniu rośnie tak bardzo, że wkręt może osiągnąć swój moment zrywający, zanim wejdzie na pełną głębokość.

Efekt: urwany łeb i trzpień zakleszczony w materiale, którego nie da się już wyjąć wiertarką - a im głębiej siedzi, tym mniej można z tym zrobić. Nie jest to usterka pojedynczej sztuki, tylko montaż poza warunkami, dla których wkręt opisano: dla zwykłych wkrętów konstrukcyjnych ETA przewiduje w bukowym LVL otwory nawiercane.

Najgorsza wersja tego problemu jest cicha: łeb się nie urywa, ale gniazdo TX wyrabia się w połowie wkręcania. Wkręt zostaje wtedy niedokręcony, wygląda na osadzony, a połączenie nie ma zakładanej nośności.

Co odróżnia połączenie w buku

ETA-11/0024 opisuje dla bukowego LVL dwie drogi i warto je rozróżnić, zanim cokolwiek zamówisz:

• Wkręty przeznaczone do wkręcania bez nawiercania. Dokument podaje dla nich osobne wartości w nienawierconym bukowym LVL - są to LBS i WBS ZK Hardwood. FixWoodSystem obecnie ich nie prowadzi.
• Zwykłe wkręty konstrukcyjne w otworach nawierconych. KonstruX, Paneltwistec i WBS mają w ETA wartości dla nawierconego bukowego LVL. Tą drogą idzie KonstruX z naszej oferty.

Różnica leży więc w technologii montażu, a nie w tym, czy węzeł da się policzyć. Nawiercanie kosztuje czas przy każdym łączniku - a przy prefabrykacji liczy się cykl, nie pojedynczy otwór - ale w zamian dostajesz połączenie opisane w ETA i parametry, które projektant może wstawić do obliczeń.

Dlaczego LVL zachowuje się inaczej niż drewno lite

Bukowe LVL to sklejone warstwy forniru o włóknach ułożonych w większości w jednym kierunku. To daje mu wytrzymałość, ale też trzy właściwości, które zaskakują przy montażu.

• Jest jednorodne. Nie ma sęków ani stref słabszych, więc opór jest równy na całej głębokości - wkręt nie „wpada” w miękkie miejsce i nie daje ostrzeżenia przed przeciążeniem.
• Warstwy klejowe są twardsze od drewna. Wkręt przecina je co kilka milimetrów, co dokłada do momentu.
• Rozwarstwia się, gdy pęknie. Uszkodzenie nie biegnie wzdłuż jednego słoja, tylko rozchodzi się między warstwami - i bywa większe, niż wygląda z zewnątrz.

Czym właściwie jest bukowe LVL

Skrót LVL oznacza laminated veneer lumber - drewno fornirowane warstwowo. Powstaje ze skrawanego forniru sklejanego pod ciśnieniem, przy czym w większości warstw włókna biegną wzdłuż elementu.

Buk trafia tu nie przypadkiem: jest gatunkiem twardym i gęstym, a rozdrobnienie na fornir usuwa jego naturalne wady - sęki i skręcenie włókien. Wynikiem jest materiał o parametrach bliższych stali niż drewnu litemu pod względem powtarzalności: dwa elementy z tej samej partii zachowują się tak samo, czego o dwóch belkach powiedzieć się nie da.

Ta powtarzalność jest powodem, dla którego LVL trafia do prefabrykacji - i jednocześnie powodem, dla którego łącznik i sposób montażu muszą być dobrane dokładnie. W drewnie litym margines na pomyłkę daje zmienność materiału. Tutaj go nie ma: jeśli moment jest za wysoki, będzie za wysoki przy każdym wkręcie, a nie co dziesiątym.

Zastosowania

• Łączenie elementów ze sklejki z fornirem bukowym ze sobą.
• Mocowanie do niej drewna litego, drewna technicznego i stali.
• Prefabrykacja elementów konstrukcyjnych - tam, gdzie liczy się powtarzalny cykl montażu.
• Węzły, w których element z LVL styka się z blachą węzłową albo okuciem stalowym.

Ograniczenie, o którym trzeba wiedzieć przed zamówieniem

Drugie pytanie poza nośnością to klasa użytkowa. Norma EN 1995-1-1 (Eurokod 5) definiuje ją wilgotnością, w jakiej pracuje drewno, a nie nazwą obiektu:

• Klasa 1 - wilgotność drewna odpowiadająca temperaturze 20°C i wilgotności względnej powietrza, która przekracza 65% tylko przez kilka tygodni w roku. Przykład: ogrzewane wnętrze.
• Klasa 2 - jak wyżej, ale z progiem 85%. Przykład: zadaszone, nieogrzewane miejsce, do którego nie dociera woda.
• Klasa 3 - warunki prowadzące do wyższej wilgotności niż w klasie 2. Przykład: element, który moknie.

Klasę ustala projektant dla konkretnego elementu - ta sama wiata może mieć elementy w klasie 2 i w klasie 3. KonstruX z naszej oferty to stal węglowa ocynkowana. ETA-11/0024 podaje dla takich wkrętów średnią grubość powłoki cynkowej 5 µm i zastrzega, że zabezpieczenie przed korozją ma odpowiadać klasie użytkowej i przewidywanemu okresowi użytkowania. Cienki ocynk na zewnątrz nie jest rozwiązaniem trwałym - przy drewnie zawierającym garbniki tym bardziej nie.

To jest inne pytanie niż wytrzymałość i najłatwiej je pomylić, bo ograniczenie nie wygląda jak liczba.

Nawiercanie w bukowym LVL - obowiązkowe

Dla KonstruX ETA-11/0024 podaje wartości w bukowym LVL wyłącznie dla otworów nawierconych, a przy wkrętach Paneltwistec mówi wprost, że otwory w bukowym LVL według EN 14374 trzeba nawiercać zawsze. W praktyce: każdy otwór pod KonstruX w bukowym LVL nawiercasz. Średnice otworów z tabeli ETA dla rozmiarów, które prowadzimy:

Średnica wkręta	Otwór w bukowym LVL	Dla porównania: drewno iglaste
5,2 mm	3,5 mm	3,0 mm
5,9 mm	4,0 mm	3,5 mm
6,5 mm	5,0 mm	4,0 mm
8,0 mm	6,0 mm	5,0 mm

Nawiercenie zgodne z tabelą ETA nie zwalnia z obliczenia węzła, ale ETA daje dla niego komplet wartości. Parametr wyciągania f_ax,k, który ETA podaje dla KonstruX w nawierconym bukowym LVL, wynosi 31 N/mm² dla średnic 5-7 mm i 25 N/mm² dla 8-10 mm - przy 15 N/mm² dla tych samych wkrętów w LVL z drewna iglastego. Kiedy taki dokument jest potrzebny i jak go czytać, rozbieramy w poradniku o ETA.

Co zrobić, gdy łeb już się urwał

To się zdarza i lepiej wiedzieć wcześniej, bo improwizacja bywa gorsza od problemu.

1. Nie próbuj wykręcać trzpienia wiertarką. Bez łba nie ma za co chwycić, a nagrzewanie materiału pogarsza sprawę.
2. Nie wkręcaj nowego wkręta obok, w tej samej osi. Trzpień w środku stanowi przeszkodę i nowy łącznik zejdzie z toru, rozwarstwiając materiał.
3. Odsuń się na odległość dopuszczalną i osadź nowy łącznik tam. Jeśli projekt nie przewiduje takiego przesunięcia, decyzja należy do projektanta, nie do montażysty.
4. Zapisz miejsce. Trzpień zostaje w konstrukcji i będzie zaskoczeniem dla każdego, kto później wierci w tej okolicy.

Dlatego przy LVL taniej jest nawiercić każdy otwór, niż ratować sytuację po fakcie - koszt jednego uszkodzonego węzła bywa wyższy niż czas poświęcony na nawiercanie całej partii.

Montaż - co się opłaca sprawdzić

1. Średnica wiertła z tabeli ETA, nie „na oko”. Wiertło dobrane do drewna iglastego jest w buku za małe - przy każdym rozmiarze z tabeli powyżej różnica wynosi 0,5-1,0 mm.
2. Moment na wkrętarce. Ustaw go, zamiast dokręcać „na wyczucie”. W jednorodnym LVL nie ma sygnału ostrzegawczego przed przeciążeniem.
3. Końcówka TX w dobrym stanie i dopasowana do gniazda. Wyrobiona końcówka przy wysokim momencie niszczy gniazdo w kilka sekund. To najtańszy element w całym zestawie i najczęstsza przyczyna kłopotu.
4. Rozstawy i odległość od krawędzi. Dla wkrętów w otworach nawiercanych ETA odsyła do EN 1995-1-1, pkt 8.3.1.2 i tablicy 8.2 - jak dla gwoździ w otworach nawiercanych. LVL rozwarstwia się przy brzegu, a uszkodzenie idzie między warstwami, nie wzdłuż jednego słoja - dlatego z zewnątrz wygląda na drobne, a sięga głębiej.
5. Kąt z projektu. ETA rozróżnia w LVL kąt między osią wkręta a włóknami oraz kąt względem szerokiej powierzchni elementu - oba wchodzą do obliczeń, więc wkręt osadza się dokładnie tak, jak go policzono.

Kiedy LVL to nadmiar

Uczciwie w drugą stronę: jeśli w projekcie nie ma powodu, żeby użyć bukowego LVL, nie ma też powodu, żeby dokładać sobie nawiercania przy każdym łączniku.

LVL bierze się tam, gdzie potrzebna jest wysoka nośność przy małym przekroju albo powtarzalność w prefabrykacji: nadproża, dźwigary, elementy hal, ramy. W typowej konstrukcji z drewna iglastego ten sam KonstruX wkręca się bez nawiercania - ETA dopuszcza w drewnie iglastym oba sposoby - więc montaż jest wyraźnie szybszy.

Warto to powiedzieć, bo LVL bywa wybierany „na zapas”. Jeśli przekrój z drewna iglastego wystarcza, oszczędzasz i na materiale, i na czasie montażu.

Produkt

KonstruX - wkręt z gwintem pełnym i łbem walcowym - stal ocynkowana z powłoką ocynk niebieski, numer ETA-11/0024 w specyfikacji na karcie. W ofercie 30 wariantów: średnice Ø 5,2, 5,9, 6,5 i 8,0 mm, długości 80-330 mm, opakowania po 100 sztuk (Ø 5,2-6,5 mm) i po 50 sztuk (Ø 8,0 mm). W bukowym LVL - zawsze w otwór nawiercony.

Wkręty przeznaczone do bukowego LVL bez nawiercania istnieją w ETA, ale FixWoodSystem ich nie prowadzi. Bukowe LVL zachowuje się inaczej niż drewno iglaste i to najczęstsze źródło pomyłek przy doborze. Napisz do nas, jeśli chcesz potwierdzić dobór przed zamówieniem - podaj grubość elementów i to, co do czego mocujesz.

Czego ten poradnik nie rozstrzyga

Liczby nośności dla konkretnego węzła. Zależą od grubości elementów, kierunku obciążenia, kątów i tego, co do czego mocujesz - ETA-11/0024 podaje metodę i parametry, a wynik dla Twojego węzła liczy projektant.

Nie rozstrzyga też, czy konkretny wyrób z LVL mieści się w zakresie ETA. Wartości dla bukowego LVL dotyczą bukowego LVL według EN 14374; inny materiał drewnopochodny trzeba sprawdzić w jego własnej dokumentacji.

Krótko

W bukowym LVL zwykły wkręt konstrukcyjny nie jest przewidziany do wkręcania bez otworu - problemem jest moment zrywający, nie długość. Z nawierceniem sprawa wygląda inaczej: ETA-11/0024 podaje dla KonstruX w nawierconym bukowym LVL parametr wyciągania 31 N/mm² (Ø 5-7 mm) i 25 N/mm² (Ø 8-10 mm). Dwie rzeczy przed zamówieniem: każdy otwór nawiercasz średnicą z tabeli ETA, a zabezpieczenie przed korozją dobierasz do klasy użytkowej, którą wyznacza wilgotność drewna, nie nazwa obiektu.