Що краще тримає з’єднання в деревині: саморіз чи цвях?

Був на дачі — одразу двоє сусідів перекривають дах: один усе робить молотком і цвяхами, другий — саморізами та шурупокрутом. І кожен упевнений, що має рацію. Вирішив розібратися в цьому питанні.

Як тримає цвях і як саморіз

Цвях тримається в деревині як клин. Коли його забивають, він розсуває волокна, а ті потім прагнуть повернутися на місце й щільно обтискають стрижень з усіх боків.

У саморіза інший механізм. Його різьба під час вкручування не стільки розсуває, скільки прорізає волокна й сам нарізає собі хід у дошці — виходить щось на кшталт болта в гайці, яку він сам собі зробив. Тримають його стінки цього каналу та тертя по всій довжині різьби.

Тому й поводяться цвях і саморіз по-різному, залежно від того, куди тягнуть з'єднання.

Опір вириванню та зрізу

На виривання саморіз зазвичай міцніший за цвях — за рахунок різьби. Але конкретні цифри залежать від породи та вологості деревини, довжини й діаметра кріплення, а також від того, як його встановили.

У сосні середньої вологості (близько 12 %) саморіз 4×55 мм одразу після встановлення тримає на виривання приблизно втричі-вчетверо більше, ніж гладкий цвях тієї самої довжини.

Коли навантаження поперечне — дошки намагаються зсунути одну відносно одної, — розкладка змінюється.

Звичайні цвяхи роблять із м'якої низьковуглецевої сталі, і під таким зусиллям вони гнуться, але не ламаються й тримають з'єднання, навіть якщо деталі трохи змістилися.

Із саморізами складніше.

Звичайні чорні саморізи — ті, що продаються відрами для гіпсокартону, — загартовані: вони тверді, але крихкі, і при згинанні чи ударі збоку можуть просто луснути. Тому у вузлах, які вібрують і «гуляють», цвях нерідко виявляється надійнішим за такий саморіз.

Жовті оцинковані йдуть на меблі та легкі дерев'яні конструкції. А конструкційні шурупи по дереву роблять спеціально для несучих вузлів: у них перевіряють, на який кут стрижень можна зігнути без зламання, і саме їх дозволено ставити в силові з'єднання.

Цвях добрий там, де деталі намагаються зсунути, а саморіз — там, де їх намагаються відірвати одну від одної.

Робота в «живій» конструкції

Деревина вбирає та віддає вологу: від вогкості та сухості її розміри змінюються. Гладкий цвях при згинанні не ламається, але перепади вологості переносить погано: якщо дошка то намокає, то сохне, він поступово розхитується. У випробуваннях такий цвях міг тримати на виривання лише чверть від того, який одразу забили, — звідси й цвяхи, які самі вилазять із паркана та вагонки.

Йоршовані та гвинтові цвяхи — у них стрижень із кільцевими насічками або з гвинтовою накаткою — тримають на виривання вдвічі краще за гладкі, а в деревині, яка то мокне, то сохне, — приблизно вчетверо краще. Тому за європейськими нормами — а вони діють і в нас — там, де цвях постійно тягнуть із дерева, ставлять лише такі цвяхи. Хто розбирав палети, той знає: там часто саме такі цвяхи, та ще й загартовані — скоріше капелюшок відірветься, ніж цвях вийде. Тільки загартований цвях, як і чорний саморіз, уже не гнеться, а може зламатися.

Саморіз тримає вузол щільніше й не дає деталям зміщуватися. Але й у нього від багаторазового намокання та висихання хватка слабшає — в одному з випробувань вона впала більш ніж удвічі після понад двадцяти таких циклів. Тож це спільна біда будь-якого кріплення у вологому середовищі, а не лише саморізів.

Як робити, щоб тримало

Для саморізів у твердій деревині (дуб, бук) майже завжди потрібно заздалегідь просвердлити отвір меншого діаметра. Орієнтир — свердло приблизно як серцевина саморіза без різьби, а в сосні та ялині можна й тонше. Так дошка не розколеться.

Для цвяхів є інший прийом — притупити його: так менше розколюються волокна. Щоправда, тупий цвях тримає трохи слабше за звичайний.

Багато вирішує й те, як поставлене кріплення. У несучих вузлах цвяхи часто забивають навскіс: такий вузол виходить міцніший, ніж якщо цвях просто вбити в торець. Але це працює, якщо забити правильно — приблизно під 30°, відступивши від торця на третину довжини цвяха, і не менше двох цвяхів назустріч один одному.

А для паркана чи ящика є старий дідівський спосіб — пропустити цвях наскрізь і загнути вістря, краще впоперек волокон. Такий цвях одразу тримає майже втричі міцніше, а в сирій дошці, яка потім висохла, — ще більше. Для каркаса будинку цей прийом не годиться, а от для господарських дрібниць — саме те.

То що ж усе-таки краще?

Цвях кращий там, де деталі зсуває і вузол працює під вібрацією. Це каркаси стін, кроквяні системи, обрешітка, чорнові підлоги. Тут важливо, що з'єднання гнеться, а не ламається, і що робота йде швидко (особливо з цвяхозабивачем). А якщо дерево то мокнутиме, то сохнутиме, — потрібні цвяхи з насічкою.

Саморіз кращий там, де потрібна жорсткість, опір вириванню та акуратний притиск. Його ставлять при складанні меблів, кріпленні листових матеріалів (фанера, OSB, гіпсокартон), на терасах, а також там, де вузол потім захочеться розібрати, нічого не зламавши.

Нерідко використовують і те, й інше. Наприклад, силовий каркас збирають на цвяхи, а обшивку чи чистову підлогу кріплять саморізами. Так кожне кріплення працює там, де воно сильніше, а конструкцію потім простіше ремонтувати.

То хто з моїх сусідів правий? Загалом обидва — якщо кожен ставить своє кріплення за призначенням.