Aislamiento galvánico de pernos de acero

Estoy construyendo un taller de estructura de acero de calibre ligero que está hecho de postes de acero de calibre ligero de 90 mm x 45 mm (2"x4") formados en frío de 0,55 mm. La estructura está envuelta en 25 mm (1") de aislamiento de poliestireno extruido (XPS) y luego en un revestimiento de madera contrachapada (revestimiento) de 12 mm (1/2"). El revestimiento requiere tornillos de acero inoxidable debido al conservante CCA y la proximidad al océano también requiere tornillos de acero inoxidable para cumplir con las normas de construcción de Nueva Zelanda.

¿Qué métodos podrían utilizarse para permitir el uso de tornillos de acero inoxidable en los montantes de acero galvanizado? Pensaría que habría algo similar a los anclajes de pared de plástico que podrían usarse, pero no he encontrado ninguna referencia al respecto.

Me gustaría tener algunas opciones para considerar antes de discutir con el arquitecto y el inspector de edificios para que se pueda tomar una decisión final en el acto.

Actualización 1

Encontré un recubrimiento B8 de Bremick que es una mezcla galvanizada de zinc y níquel que es compatible con el acero galvanizado y puede tener suficiente resistencia a la corrosión para sustituirlo por acero inoxidable 304 o 316.

Tornillos galvanizados B8

También encontré algunos tornillos de mariposa bimetálicos que tienen una punta de acero endurecido y algunos hilos soldados en una cabeza y un vástago de acero inoxidable, pero no parece que la punta de acero endurecido esté diseñada para soportar carga y solo está ahí para perforar a través del montante de acero rápidamente.

Actualización 2

Después de un poco de ida y vuelta entre el inspector, el arquitecto y el ingeniero, la conclusión es que:

  1. Los tornillos B8 son aceptables ya que tienen un nivel de corrosión AS3566 Clase 4+ (ISO 9223 Categoría 5)
  2. El acero inoxidable de grado 304 o 316 también funcionará, ya que la estructura de metal está formada por una lámina galvanizada y la conexión de acero inoxidable estará dentro de la envoltura térmica del edificio. Esta combinación de metales no está permitida para la zona de corrosión de la estructura para estructura de madera estándar NZS3604 (que asume que hay contacto con la humedad), pero sí está permitida por la Asociación Nacional de Viviendas con Estructura de Acero (NASH) para estructuras de metal formadas a partir de acero galvanizado. hoja (que no supone un contacto permanente con la humedad).

Actualización 3

Después de investigar los tornillos perfectos y lograr tenerlos en mis manos, hice algunas pruebas. Los resultados fueron un poco sorprendentes, tomaré algunas fotos en los próximos días y publicaré los resultados, ya que probablemente será útil para otros que estén en la misma situación.

Creo que usar tornillos de acero inoxidable y mantener el techo en buen estado será adecuado sin más medidas.
¿Ha considerado materiales de revestimiento alternativos? (Yo mismo me inclinaría a mirar tableros estructurales de fibra de cemento, aunque el revestimiento de metal también podría funcionar)
@ThreePhaseEel: soy un gran admirador de los tableros de fibra de cemento, pero también requieren sujetadores de acero inoxidable aquí y cuesta aproximadamente 3 veces el costo de la madera. Debo combinar la casa revestida de madera existente al lado del taller que utiliza tablas verticales de 150x22 mm con listones sobre los bordes.
@Ecnerwal: sí, siempre que no haya humedad, el acero inoxidable en contacto con el acero galvanizado no debería ser un problema. Desafortunadamente, es probable que el inspector diga que habrá condensación interna.
Puede ser más fácil preguntar a los constructores locales o simplemente ir directamente al inspector para preguntar qué tipo de tornillos se aprobarían.
@FreeMan - Sí, voy a preguntarle al inspector, pero quiero aprovechar al máximo la tarifa de visita al sitio de $300 al tener todas las opciones investigadas disponibles para que se pueda tomar una decisión en el momento sin otra visita al sitio de $300 y 1 -semana de espera. Todos los constructores locales usan madera con sujetadores de acero inoxidable o acero corrugado con sujetadores galvanizados de cabeza hexagonal revestidos, ya que el techo y el revestimiento/revestimiento de acero corrugado tienen una exención para permitir el uso de sujetadores galvanizados revestidos. No se permiten excepciones para revestimientos/revestimientos de madera.
@Eric: publique sus resultados como respuesta y le daré un +1 :)
Sí, publique sus resultados como una respuesta , no como actualizaciones del OP.

Respuestas (2)

@Jon, @Freeman y @ThreePhaseEEl, gracias por sus comentarios.

Entonces, la conclusión fue que el acero inoxidable está bien siempre que la unión entre el acero galvanizado y el acero inoxidable esté dentro de la envolvente del edificio, lo que garantiza que nunca haya suficiente humedad para causar corrosión galvánica.

NO se permite que los sujetadores galvanizados estén expuestos externamente para el sitio de construcción ya que estoy a 500 m de la costa, aunque es una entrada protegida y el sitio está a 50 m sobre el nivel del mar. Los sujetadores galvanizados existentes en la casa que han estado en su lugar durante 40 años todavía están libres de óxido, por lo que las condiciones locales son más suaves que la zona de corrosión real especificada en el papel. El revestimiento tratado con H3.2 CCA requiere sujetadores de acero inoxidable, pero se supone que estarán expuestos.

En mi caso de uso, los sujetadores se cubrirán con listones decorativos que se fijan con sellador adhesivo y luego se pintan, para que los sujetadores estén protegidos. Sostienen el revestimiento, pero por lo demás no son estructurales.

Resultados de la prueba de sujetadores

La acumulación es:

  • estructura de acero de 0,75 mm
  • Aislamiento PIR de 30 mm
  • Barrera de humedad
  • 12 mm de revestimiento de madera contrachapada (no estructural)

El espesor total es de 42 mm y se deben dejar al menos tres hilos expuestos en el interior. Permitiendo que la punta cónica o de perforación en la mayoría de los tornillos requiera entre 65 mm y 70 mm de longitud total del tornillo. Muchos de los sujetadores especiales solo estaban disponibles hasta 60 mm.

La estructura de acero es G550 Zincalume y tiene un espesor de 0,75 mm. El grosor resultó ser el principal problema, ya que era demasiado grueso para la mayoría de los tornillos de acero inoxidable para madera y demasiado delgado para los tornillos autoperforantes para metal de más de 1,5 mm.

Tornillos inoxidables bimetálicos

Estos tornillos tienen una cabeza autotaladrante de acero soldada al tornillo de acero inoxidable. Estos deberían funcionar muy bien, pero desafortunadamente no estaban disponibles en la longitud de 65 mm que necesitaba.

Tornillos Wing-Tek

Los tornillos Wing-tek tienen una punta perforada y pequeñas alas de metal. Las alas perforan un agujero de paso en la madera y luego se rompen una vez que golpean el metal. Desafortunadamente, el acero de 0,75 mm era demasiado delgado para que esto funcionara de manera consistente y, a veces, las alas también atravesarían el acero. Esto sucedió en 1 de cada 3 tornillos en mis pruebas.

Tornillos de punta perforada

Los tornillos de punta perforada están diseñados para taladrar un ajuste de interferencia y luego las roscas se cortan en el metal. Estos tornillos se utilizan para conexiones estructurales. Dado que estoy colocando un revestimiento de madera contrachapada en la estructura de acero, idealmente los usaría perforando previamente la madera y luego colocando el tornillo.

Según mis pruebas, estos tornillos no funcionaron porque la punta del taladro creó un orificio de paso y las roscas estaban sueltas, de modo que el tornillo se podía mover fácilmente de un lado a otro, ya que sobresalía debido al aislamiento de espuma. Al hacer una prueba de extracción a mano, pude mover el tornillo hacia adelante y hacia atrás varias veces y luego sacar el tornillo. Espero que el viento y el movimiento térmico hagan que estos tornillos retrocedan con el tiempo.

Bremick Multi-uno

Grandes tornillos, pero sufrieron el mismo problema que los tornillos de punta perforada de cortar un agujero demasiado grande antes de roscar y también fallaron la prueba de extracción, pero aguantaron mejor que los tornillos de punta perforada.

Tornillos para madera T17

Estos tornillos tienen una punta de aguja cónica con una ranura para cortar hilos. En lugar de perforar un agujero, básicamente pelan el metal, lo que aumenta efectivamente el grosor del metal. Se sujetan firmemente y, a menudo, están clasificados para perforar acero delgado.

Tornillos de punta de aguja

Los tornillos para aglomerado tienen punta de aguja y están disponibles en acero inoxidable. Probé varios de estos y 2 de 3 se desafilaron al entrar en el acero G550. Si pretaladré, a menudo se romperían o doblarían antes de estar completamente asentados.

Tornillos para terrazas

Hay miles de tipos diferentes y terminé encontrando algunos tornillos de acero revestidos de 5 mm x 65 mm con una punta tipo T17 de Optimaxx. Estos han pasado una prueba de niebla salina de más de 2000 horas y tienen una protección contra la corrosión exterior de 20 años. Atornillé algunas muestras de prueba de los tornillos en la estructura de acero, los quité y luego los coloqué en agua de mar sobre una pieza del revestimiento tratado con H3.2 CCA y dejé que se humedeciera y se secara todos los días. Tengo otra muestra con el revestimiento, el aislamiento y el tornillo que está afuera a la intemperie. Después de 3 meses, tampoco tienen nada de corrosión.

Los tornillos de revestimiento deben tener una durabilidad de al menos 15 años, por lo que el inspector no tuvo ninguna preocupación.

Dado que no hay alternativas adecuadas, no hay corrosión con las muestras de prueba, y el hecho de que la estructura existente en el sitio con sujetadores galvanizados expuestos en la misma madera H3.2 CCA y no ha mostrado corrosión en 40 años me da cierta confianza en que esto trabajar.

Tornillos para terrazas

Referencias

Niveles de corrosión de Australia/Nueva Zelanda

Esa es una investigación exhaustiva, ¡bien hecho! Gracias por publicar tus resultados. Asegúrese de hacer clic en la marca de verificación para que otros sepan que esto se ha resuelto.
@FreeMan - gracias. Esperemos que ayude a alguien más.

Como saben, esto realmente se reduce a la interpretación personal de las normas por parte del inspector y su voluntad de aprobar cualquier sistema de sujeción que especifiquen los diseñadores profesionales que participan en el proyecto en función de su aceptación de la responsabilidad del diseño, que al menos en los EE. UU. se ha comprometido cualquier Ingeniero licenciado y asegurado que haya aplicado su sello y cualquier Arquitecto licenciado y asegurado que haya permitido sus dibujos. Específicamente, si los sistemas de construcción (en este caso, la combinación de sujetadores y marcos) están aislados de los factores ambientales que causarían la degradación, un inspector determinado debería tener motivos para permitir que el proyecto avance, y está en el equipo de diseño y en el oficios de fabricación involucrados en el proyecto para garantizar que los sistemas no

Supongo que también lo sabe, incluso los aceros inoxidables de la más alta calidad se degradan en las condiciones "incorrectas". El trabajo del equipo de diseño es armar un paquete que se mantenga dentro de los factores de seguridad durante el ciclo de vida del edificio. Los equipos de diseño son demandados con éxito debido a un diseño inadecuado. Apesta participar en un proyecto como ese, pero no es más especial que cualquier otro proyecto fallido... a menos que la gente muriera. Planificar y asegurarse contra ese tipo de cosas es parte del riesgo que implica administrar un negocio de construcción.

Para leer más, consulte las notas técnicas publicadas por el CFSEI . Podrían ser un buen lugar para comenzar si desea profundizar su comprensión de la selección de sujetadores con construcción de acero.

@Jon: si hubiera una nota técnica específica (o notas técnicas) que fuera pertinente a la situación del OP, proporcionar un enlace + resumen sería una respuesta más sólida, aunque
Aislamiento galvánico de pernos de acero
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v