Composite Decking Screws Manufacturers

Conhecimento da indústria

Por que o design da rosca é a variável mais crítica em parafusos para decks compostos

O material compósito do deck se comporta de maneira fundamentalmente diferente da madeira maciça durante a instalação do fixador, e a geometria da rosca de um parafuso para deck deve ser projetada especificamente para este material, em vez de adaptada a partir de designs de parafusos para madeira. As placas compostas - sejam compostas de madeira-plástico (WPC) ou compostas de polímero revestido - consistem em uma matriz de fibra de madeira ou enchimento de celulose ligada a uma resina termoplástica, como polietileno, polipropileno ou PVC. Esta matriz é viscoelástica: deforma-se sob carga, recupera parcialmente quando a carga é removida e responde às mudanças de temperatura expandindo-se e contraindo-se a taxas duas a quatro vezes superiores às do parafuso de aço que passa através dela.

Os designs de rosca com melhor desempenho em decks compostos compartilham várias características específicas. Uma rosca de passo grosso de passo único - normalmente com um passo de 3,0 mm a 3,8 mm para um parafuso de diâmetro # 10 - fornece amplo espaçamento entre os flancos da rosca que permite que a matriz composta flua e agarre o perfil da rosca sem gerar a pressão de divisão lateral que os passos mais finos criam. Um design de rosca dupla ou de condutor duplo oferece velocidade de acionamento mais rápida com menor demanda de torque – importante para reduzir a geração de calor na interface do material do parafuso, o que amolece as resinas compostas termoplásticas e degrada a resistência de fixação na zona de instalação imediata. Segmentos de rosca reversa ou anti-retorno próximos à ponta do parafuso eliminam efetivamente o levantamento da placa que ocorre quando uma rosca padrão é inserida em um orifício pré-perfurado em material compósito quente.

Padrões de desempenho contra corrosão para parafusos de convés: o que as classificações realmente significam na prática

Parafusos de convés estão expostos a um dos ambientes mais corrosivamente exigentes que um fixador encontra na construção residencial ou comercial: ciclos sustentados de umidade ao ar livre, transições freqüentes de úmido e seco, exposição a UV e - em aplicações costeiras ou em decks de piscinas - ar carregado de cloreto ou contato direto com produtos químicos. A classificação de resistência à corrosão de um parafuso para deck determina não apenas quanto tempo o próprio parafuso sobrevive, mas também se os subprodutos da corrosão mancham a superfície do deck.

Um problema crítico de compatibilidade é a reação entre os parafusos de deck revestidos de zinco e a madeira tratada sob pressão ACQ (Cobre Alcalino Quaternário) ou CA (Azol de Cobre). Esses sistemas preservativos contêm compostos de cobre que são altamente corrosivos ao zinco e aos revestimentos galvanizados padrão, acelerando a corrosão a uma taxa cinco a dez vezes maior do que em ambientes de madeira não tratada. Os códigos de construção na América do Norte (Seção IRC R317) exigem fixadores de aço inoxidável ou galvanizados por imersão a quente quando uma estrutura tratada com ACQ ou CA é usada – parafusos mecanicamente galvanizados ou galvanizados são explicitamente não compatíveis com esta aplicação.

Design da cabeça e geometria de escareamento: obtendo um acabamento nivelado sem rachaduras na placa

A geometria da cabeça de um parafuso de deck composto controla como o parafuso faz a transição do torque de acionamento para a força de assentamento conforme a cabeça entra em contato com a superfície da placa. O deck composto tem um revestimento externo rígido ou uma matriz densa de fibra de polímero que não cede de maneira limpa sob o impacto - a cabeça deve ser projetada para cisalhar ou deslocar o material de maneira controlada à medida que assenta. Parafusos de deck composto resolva isso por meio de vários recursos de design de cabeçote que funcionam juntos para obter um escareamento limpo:

• Pontas ou serrilhados abaixo da cabeça: As pontas de corte usinadas na parte inferior do ângulo de escareamento da cabeça atuam como arestas de microcorte que cortam o material compósito de maneira limpa à medida que a cabeça é nivelada. O número, a profundidade e a orientação angular dessas pontas devem corresponder à densidade do composto.
• Ângulo de escareamento: O ângulo de escareamento padrão de 82° usado para parafusos para madeira é muito agressivo para a maioria dos materiais compósitos. Um escareador mais raso de 90° a 100° distribui a força de assentamento sobre uma área de contato maior, reduzindo o pico de tensão e produzindo um recesso mais limpo.
• Geometria do ponto de perfuração: Uma ponta afiada e autoperfurante elimina a necessidade de pré-perfuração na maioria das densidades compostas e garante que o furo seja formado por corte em vez de deslocamento.
• Alívio da haste ou haste de diâmetro reduzido: Uma seção de haste lisa de diâmetro reduzido entre a parte rosqueada e a cabeça evita que a placa superior seja rosqueada à medida que o parafuso passa, permitindo que a cabeça puxe a placa para baixo contra a viga de maneira limpa.

Sistemas de fixadores ocultos versus sistemas de parafuso frontal: compensações de engenharia além da estética

A escolha entre sistemas de clipes de fixação ocultos e instalação de parafuso frontal para decks compostos tem características estruturais e de desempenho térmico significativamente diferentes que devem orientar a decisão com base na geometria específica do deck, no clima e no produto composto que está sendo instalado. O deck composto parafusado na face cria uma restrição de ponto fixo em cada local de fixação que restringe o movimento térmico longitudinal da placa. As placas compostas expandem e contraem aproximadamente 3 mm a 6 mm por metro linear em uma faixa de temperatura de 50°C. Quando os parafusos frontais são instalados com um escareador apertado que fixa a placa firmemente à viga, a placa é efetivamente fixada em todos os pontos de fixação - em placas com mais de 3 a 4 metros, esta restrição cria tensão térmica suficiente para causar empenamento da placa entre as fixações ou a passagem do fixador.

Os sistemas de clipes de fixação ocultos restringem a placa verticalmente na ranhura da borda da placa, ao mesmo tempo que permitem movimento longitudinal completo – a principal vantagem estrutural dos sistemas de fixação ocultos, e não a aparência limpa da superfície. A desvantagem é que a conexão clip-to-groove oferece menos resistência à elevação da placa sob carga de elevação pelo vento do que um parafuso frontal através da face da placa, o que é importante em decks elevados em zonas de vento forte, onde os códigos de construção podem especificar a fixação com parafuso frontal em placas perimetrais e longarinas de escadas, independentemente da especificação do fixador oculto para as placas de campo.

Seleção do sistema de acionamento para parafusos de deck composto: reduzindo o ressalto em trechos longos

Uma instalação completa de deck composto envolve a colocação de milhares de parafusos em um material que fornece resistência consistente durante todo o ciclo de acionamento. O sistema de acionamento — a geometria do recesso na cabeça do parafuso e a ponta de acionamento correspondente — é, portanto, uma consideração prática de produtividade e qualidade, e não apenas uma especificação técnica.

Comparação de desempenho de unidade Phillips vs.

A unidade Phillips tem um desempenho ruim em instalações de decks compostos, especificamente porque foi projetada com ressalto intencional como um recurso de limitação de torque - os flancos angulares são projetados para ejetar a broca de acionamento quando o torque excede um limite. Em decks compostos, esse limite de excêntrico é alcançado antes que o parafuso esteja totalmente assentado. A unidade Square (Robertson) elimina o ressalto através de sua geometria de recesso de parede reta e é significativamente preferida em relação à Phillips. Torx (acionamento em estrela) fornece a mais alta eficiência de transferência de torque de qualquer sistema de acionamento padrão, com seis lóbulos de contato que distribuem a carga uniformemente e resistem ao desgaste do came e do soquete durante as mais longas execuções de instalação. Para instaladores profissionais que apertam 500 ou mais parafusos por dia, a mudança de parafusos Phillips para Torx normalmente reduz o consumo de brocas em 60% a 80% e elimina praticamente todas as marcas de superfície causadas por eventos de came-out.

Requisitos de pré-perfuração para parafusos de decks compostos nas extremidades e bordas das placas

O local mais vulnerável para rachaduras na placa composta durante a instalação do parafuso é dentro de 50 mm da extremidade da placa ou dentro de 25 mm da borda da placa – zonas onde o volume contido de material ao redor do furo do fixador é insuficiente para resistir à tensão do aro gerada pelo engate da rosca e escareamento da cabeça. O procedimento correto de pré-perfuração requer atenção tanto ao diâmetro da broca quanto à geometria da ponta da broca. O diâmetro recomendado do furo piloto para pré-perfuração de extremidade e borda é normalmente de 70% a 80% do diâmetro da haste do parafuso – grande o suficiente para aliviar a tensão do aro durante o engate da rosca, mas pequeno o suficiente para manter a resistência adequada ao arrancamento da rosca na matriz composta.

Usar uma broca helicoidal padrão não é ideal porque a ponta do cinzel empurra o material lateralmente antes do corte, recriando parcialmente a tensão de deslocamento que a pré-perfuração pretende eliminar. Uma broca de ponta brad ou ponta piloto que corta a matriz de fibra composta de forma limpa do centro para fora é a ferramenta correta. Em temperaturas ambientes elevadas — acima de 30°C — a pré-perfuração em todas as extremidades e locais das bordas torna-se necessária, independentemente da especificação do parafuso, porque o material compósito é mais macio e mais propenso à fratura por tensão à medida que o ligante termoplástico se aproxima da sua faixa de amolecimento.

Comprimento do parafuso e profundidade de embutimento: cálculo da resistência de fixação adequada para conexões de composto com viga

A resistência à tração e à extração de um parafuso de deck composto depende de duas zonas independentes de engate da rosca: a rosca embutida na placa composta acima e a rosca embutida na estrutura da viga abaixo. As profundidades mínimas recomendadas de penetração da rosca em materiais de subestrutura comuns para instalações de parafusos de deck composto são:

• Vigas de madeira macia (pinho, abeto, abeto): Penetração mínima de rosca de 32 mm na viga para cargas de tráfego residencial padrão; 40 mm ou mais para decks elevados sujeitos a cargas de vento em locais expostos.
• Vigas de madeira nobre (madeira tratada, merbau, ipê): A penetração mínima da linha de 25 mm é suficiente devido à maior densidade da madeira e à maior força de engate da linha com a fibra por unidade de comprimento.
• Vigas de aço (calibre leve, 1,5 mm–3,0 mm): É necessária a penetração total da rosca através do flange de aço mais 3–5 voltas completas de rosca além da face oposta. Os parafusos de deck composto usados ​​em subestruturas de aço devem ser especificamente classificados para engate metálico.
• Vigas de alumínio: Penetração mínima da rosca de 35 mm devido à menor resistência ao cisalhamento do alumínio. A geometria da ponta de rosqueamento (auto-rosqueante) é preferível à ponta afiada padrão para formar um perfil de rosca limpo em alumínio sem geração de cavacos que reduza a resistência de fixação.

Para a configuração de deck composto residencial mais comum - placa composta de 25 mm de espessura sobre vigas de madeira macia com 45 mm de largura - um parafuso de 65 mm a 70 mm de comprimento total fornece o equilíbrio correto entre o engate do composto e a penetração da viga. Comprimentos de parafusos personalizados para corresponder a espessuras específicas de placas compostas e profundidades de subestrutura - incluindo comprimentos não padronizados não disponíveis em estoque de catálogo - são uma capacidade de rotina para fabricantes de parafusos de precisão que abastecem o mercado de ferragens para decks compostos.