Как работает химический анкер. Применение, особенности

Синтетический продукт имеет нейтральные характеристики в отношении экологической безопасности. Он не содержит токсичных веществ и не требует особых процедур для утилизации. Поскольку у него отсутствует выраженный запах, с ним можно работать даже в закрытых помещениях, не опасаясь негативных последствий для здоровья.

Химический эпоксидный анкер: сила и надёжность соединения

Химический анкер представляет собой двухкомпонентную синтетическую смолу, предназначенную для соединения металлических элементов, таких как болты, резьбовые шпильки, а также арматурные стержни периодического профиля, с основанием. Этот способ крепления является альтернативой традиционным методам соединения металлических частей.

Впервые химические анкеры были разработаны в 1950-х годах и первоначально использовались в автомобилестроении для крепления различных металлических деталей. В 1960-х годах они начали внедряться в строительную отрасль для соединения элементов железобетонных конструкций.

Первые образцы химических анкеров были изготовлены на основе полиэфирных смол, однако в 1970-х годах появились эпоксидные химические анкеры, которые быстро завоевали популярность в строительстве благодаря своим выдающимся прочностным характеристикам и устойчивости к воздействию агрессивных сред.

На сегодняшний день эпоксидные химические анкеры находят применение практически во всех отраслях как в промышленности, так и в строительном секторе.

Все эпоксидные химические анкеры являются двухкомпонентными, так как используются в изолированных узлах, где отсутствует доступ к воздуху.

Эти анкеры различаются по прочности, температуре эксплуатации, упаковке, сроку службы, скорости набора прочности, а также компонентам.

Области применения эпоксидного химического анкера:

• Строительство и ремонт зданий — для крепления различных элементов, таких как стеновые и потолочные конструкции, установка фасадных панелей, а также для крепления перил, ограждений и решёток.
• Ремонт дорожных покрытий — включая крепление дорожных ограждений и знаков, а также для устранения трещин и коррекции уровня дороги.
• Промышленность — для монтажа конвейеров, установки оборудования и трубопроводов.
• Машиностроение — для фиксации деталей машин и автомобилей.
• Энергетика — для монтажа электроснабжения и инсталляции оборудования на высоких мачтах и опорах.
• Судостроение — для крепления различных элементов на морских конструкциях.
• Водоснабжение и канализация — для соединения трубопроводов и элементов систем водоотведения.
• Авиационная промышленность — для установления элементов и оборудования на летательных аппаратах.

Преимущества химического анкера по сравнению с традиционными крепежными элементами, такими как саморезы и болты, очевидны:

1. Высокая прочность соединения. Химический анкер предлагает надежное и долговечное крепление, позволяя использовать его для фиксации тяжелых конструкций и оборудования.

Стандартный размерный ряд составляет от Ø 6 до 24 мм, с ограничениями по длине и маркам стали.

Этот крепеж доступен в широком диапазоне размеров, классов прочности и видов, включая резьбовые шпильки, конусные анкерные стержни и арматуру диаметром от 4 до 80 мм.

Большие расстояния до краёв конструкции помогают избежать растрескивания и раскалывания материала.

Установка возможна близко к краю основания.

Химические анкеры не подходят для слабых и пустотелых строительных оснований.

Они совместимы с различными материалами основания.

Наличие пустот может привести к проникновению влаги, вызывая коррозию.

Шпилька защищена от коррозии благодаря своему основному материалу.

Не рекомендуется установка в отверстия неправильной формы.

Однако инъекционная масса может заполнить отверстия неправильной формы и значительных размеров.

Нагрузка концентрируется в ограниченных точках.

Нагрузка равномерно распределяется по всей длине заделки, что улучшает устойчивость конструкции.

Правильный выбор длины, диаметра отверстия и глубины анкеровки является критически важным.

Глубина установки практически не ограничена.

Создаёт внутреннее напряжение в материале.

На прочную фиксацию без внутренних напряжений влияет молекулярная адгезия.

2. Устойчивость к агрессивным средам. Химический анкер не подвержен коррозии и воздействию агрессивных сред, что делает его идеальным для использования в условиях повышенной влажности или при наличии химически активных веществ.

3. Широкий диапазон применения на различных материалах. Химический анкер можно использовать на разных поверхностях, таких как бетон, кирпич, камень, металл и многие другие. В отличие от традиционных клиновых анкеров, химические анкеры обеспечивают большую надежность фиксации на нестабильных, мало прочных или сложных по структуре материалах.

Механический и химический анкер для бетона

Механические анкеры на протяжении долгого времени доказали свою простоту и эффективность как средство крепления, однако с развитием технологий, химические аналоги становятся всё более популярными благодаря своим уникальным характеристикам. Давайте сравним их.

• Создаёт внутреннее напряжение в материале.
• Не допускается установка близко к краю основания или друг к другу, так как это может привести к трещинам или расколам.

• Не создаёт внутреннего напряжения.
• Арматура или шпилька устанавливается в клеевую массу, не деформируя основание.

• Нагрузка сосредоточена исключительно в нескольких точках.

• Нагрузка распределяется равномерно по всей длине заделки.

• Ограниченный размерный ряд по диаметру и длине, а также по маркам стали.

• Широкая гамма размеров крепёжных элементов доступна на рынке.

• Важно избегать пустот или зазоров, чтобы предотвратить ослабление крепления или коррозию на закладных из-за попадания влаги.

• Клеевой состав заполняет пустоты, предотвращая накопление воды и защищая фиксирующий элемент от коррозии.

• Требуется меньше времени на установку.
• Способен выдерживать нагрузку сразу после монтажа.

• Процесс установки требует времени на подготовку отверстия и набор максимальной прочности перед соответствующей нагрузкой.

• Подходит только для отверстий правильной формы.

• Подходит для отверстий любой формы.

В отличие от механического, химический анкер обладает более широкими возможностями применения, не требует специальных инструментов для установки и обеспечивает прочную фиксацию, даже в условиях вибрации. Рассмотрим его применение.

Химический анкер для бетона: применение

Химические анкеры широко используются в строительстве, промышленности и на производственных объектах для крупных монтажных работ. Однако их востребованность также проявляется в локальном ремонте или благоустройстве.

Приведем несколько примеров использования этого типа крепежа:

• Реконструкция зданий или конструкций. Применяются для соединения конструктивных элементов, таких как балки или каркасы, с бетонными основаниями.
• Монтаж фасадных систем. Используются для прочной фиксации вентилируемых фасадов, солнцезащитных систем и других элементов внешней отделки.
• Установка дорожных ограждений или знаков. Гарантирует надежное соединение дорожных элементов с асфальтовым или бетонным покрытием.
• Строительство мостов или тоннелей. Фиксируют крепежные элементы подвесных, разводных и арочных мостов, а также системы вентиляции, освещения и безопасности в тоннелях.
• Монтаж технологического оборудования. Применяются для крепления тяжелого оборудования или агрегатов в производственных помещениях.
• Установка спортивного оборудования — это могут быть ворота, сетки, защитные барьеры и так далее.
• Энергетическая и связная сферы. Необходимы для монтажа трансформаторов и опор линий электропередачи, обеспечивая их устойчивость к внешним воздействиям.
• Работы в портовом строительстве — это ремонт причальных стенок, нефтяных терминалов, шлюзов.
• Монтаж систем безопасности, видеонаблюдения, кондиционирования и других подобных систем.
• Установка декоративных или рекламных конструкций — такие как лепные элементы, козырьки, баннеры, вывески.

От чего зависит расход и максимальная нагрузка

Расход химического анкера для бетона и максимальная допустимая нагрузка определяются по техническим характеристикам конкретного товара. В общем, на количество требуемого состава влияеют такие факторы, как диаметр закладной, глубина анкеровки, число отверстий и состояние бетонного основания.

Максимально допустимая нагрузка также зависит от состояния основания, глубины анкеровки и расстояния между крепежами. Это расстояние должно быть таким, чтобы нагрузка равномерно распределялась. Максимальные прочностные характеристики достигаются при максимальной эффективной глубине анкеровки.

Если на поверхности бетона наблюдаются видимые повреждения или дефекты, такие как раковины или сколы, установка крепежа в этих участках не допускается.

Прочность соединения определяется соблюдением технологии установки химического анкера в бетон. Давайте рассмотрим процесс его применения на примере нашего Эпоксидного химического анкера ХТА ЭП V4, который является полноценным аналогом Hilti HIT-RE 500.

Преимущества и недостатки химического анкера

Несмотря на то, что химические анкеры появились на рынке относительно недавно, они уже завоевали значительную популярность в строительной сфере. Положительные качества этого современного типа крепежа используются для решения задач, требующих значительной прочности и надежности соединения, как при воздействии больших нагрузок, так и при использовании тяжелых строительных конструкций. Способность соединять элементы в условиях водной среды и в местах с повышенной влажностью существенно расширила области применения химического крепежа.

Тестовые исследования продемонстрировали, что химический анкер обеспечивает высокую прочность; поэтому в множествах случаев они заменяют традиционные металлические анкеры.

Несмотря на название «химический», данное крепление не обладает резкими запахами, что делает его безопасным для монтажа. Он не содержит стирол и является экологически чистым продуктом!

Однако к недостаткам можно отнести такие характеристики, как высокая стоимость и длительность времени застывания различных составов клеящего вещества, которые могут значительно варьироваться (от нескольких часов до целого дня).

Области применения химических анкеров

Начнем с перечисления типов конструкционных соединений, для которых целесообразно использовать химические анкеры:

• При строительстве высотных зданий.
• При возведении фундаментов быстромонтируемых строений, даже в сложных условиях эксплуатации (например, повышенной влажности).
• При сооружении мостов, включая подвесные, разводные и арочные конструкции.
• При соединении массивных бетонных балок.
• При скреплении металлических балок с каменными основаниями.
• При создании арматурных выпусков в ходе монолитного строительства.

Большинство перечисленных применений химических анкеров можно отнести к ответственному строительству, подразумевающему эксплуатацию сооружений, в которых может находиться большое количество людей или которые подвергаются значительным нагрузкам.

Рассмотрим и более узкие примеры, где химический анкер может стать надежным решением в пределах современного ответственного строительства:

• Энергетическая отрасль (АЭС, ГРЭС, опоры линий электропередачи, трансформаторы).
• Горная промышленность (монорельсовые дороги, фуникулёры, горнолыжные подъемники).
• Аэропорты (расширение взлетных полос и рулежных дорожек, крепление антенн для радиосвязи и навигационного оборудования).
• Портовое строительство (реставрация и ремонт причальных стенок, крепление швартовых тумб и кнехтов, шлюзы, нефтеналивные терминалы).
• Промышленное оборудование (ректификационные колонны, конвейеры, станки).
• Быстровозводимые здания (крепление несущих каркасов к ленточным основам).
• Индустрия аквапарков, бассейнов и водных сооружений.

Кроме того, химические анкеры активно применяются в строительстве временных, но требующих достаточной прочности конструкций, а также в следующих областях:

• Лифты (реконструкция шахт, крепление лифтового оборудования и эскалаторов).
• Строительное оборудование (лифты-подъемники, леса, краны).
• Складское оборудование (стеллажи, транспортеры, подъемники).
• Крепление строительных конструкций (колонны, консоли, балконы).

Примеры применения химического анкера в процессе ремонтных работ:

• Усиление конструкций (например, с использованием металлических обойм, инъекция кладки стен).
• Укрепление фундаментов.
• Реставрация памятников архитектуры.

Целесообразно применять химические анкеры для фиксации навесных элементов, к установке которых предъявляются определённые требования:

• Вентилируемые фасады.
• Дорожное строительство (шумозащитные экраны, барьерные ограждения, информационные щиты, мачты освещения, лежачие полицейские).
• Декоративные элементы (перила, козырьки, освещение, лепные элементы декора).
• Рекламные конструкции (вывески, перетяжки, баннеры, наружные установки).

Как видно, химические анкеры универсальны в использовании: для крепления как полнотелых конструкций, так и монолитных, пористых материалов; они также применимы для работы с бетоном, кирпичом, природным камнем.

Разновидности химических анкеров

Прочная клеевая основа химических анкеров состоит из двух компонентов, которые необходимо смешивать непосредственно перед использованием. Современный строительный рынок предлагает две версии жидких дюбелей:

1. Ампулы — в них содержится определённое количество жидкой массы, рассчитанное с учетом конкретного типа и размера анкера в зависимости от диаметра и глубины отверстия в основании.
2. Тубы (картриджи) — они имеют больший объем в сравнении с ампулами. Упаковка состоит из двух отдельных ёмкостей: одна содержит клеевой состав, а другая — отвердитель.

Для масштабных работ более удобно покупать картриджи, так как они позволяют закрепить большое количество дюбелей одновременно. Если заготовки сделаны заранее, то нет необходимости беспокоиться о том, что клеящий состав высохнет в процессе работы.

Для небольших объемов работ целесообразно приобретать ампулы, поскольку их можно использовать полностью за один раз. Обычно такие крепежи покупают для проведения домашних ремонтов. Расход материала зависит от глубины и диаметра отверстия.

Крепление: используется для выполнения анкерных креплений под высокие нагрузки в тяжёлом и лёгком бетоне.

Следует отметить, что технические параметры жидких анкеров могут существенно различаться у разных производителей. Например, существуют типы инжекционных составов, которые могут застывать даже при отрицательных температурах или под водой.

Эксплуатация

Установка жидких дюбелей начинается с подготовки основания. Для этого отверстия сверлятся с помощью перфоратора, при этом их диаметр должен превышать диаметр шпильки или болта на 2-3 мм.

После сверления отверстие очищается от пыли с помощью компрессора или мягкой щетки. Если используются ампулы, их просто вставляют в отверстие и фиксируют металлическим стержнем. При использовании картриджа дозатор вставляется в отверстие, и состав выдавливается в него. Затем вставляется болт или шпилька.

После этого необходимо дождаться полного высыхания клеевой массы, что обычно занимает от 30 до 90 минут, как указано на упаковке. Для успешного выполнения работы желательно ознакомиться с инструкцией, приложенной к товару.

Области применения химических анкеров

• Крепление и замена арматуры в процессе сооружения ответственных конструкций (мостов, перекрытий, лестниц, опорных колонн, эстакад и других).
• Вклейка выпусков рабочей арматуры при наращивании фундамента, соединении стен, плит перекрытий, увеличении колонн и лестниц.
• Фиксация стальных элементов.
• Домостроение (монтаж крытых конструкций, балконов, ворот, беседок и так далее).
• Установка вспомогательного оборудования (спутниковых антенн, сантехники, освещения, перил, балюстрад и других элементов).
• Монтаж оборудования, где требуется электрическая изоляция, например, установка поручней в тоннелях.
• Закрепление конструкций в условиях повышенной влажности и под водой.

Преимущества химического анкера

Химические анкеры имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными крепежами. Использование инжекционных масс обеспечивает высокую устойчивость к вибрационным, динамическим и статическим нагрузкам. Такие соединения обладают прочностью на вырыв в 2-3 раза выше, чем применяемые механические аналоги.

В отличие от распорных дюбелей и анкеров, химические анкеры не создают напряжения в материале основания. Это позволяет их устанавливать близко к углам, исключая риск сколов и растрескивания, а также оставлять минимальные расстояния между точками крепления. Ни один другой крепежный элемент не обеспечит такой высокой нагрузки при установке в ячеистой кирпичной кладке и других пустотелых и пористых материалах.

Кроме того, химические анкеры способны заполнять все трещины и дефекты основы, увеличивая площадь контакта металлического элемента с материалом, что позволяет сохранить несущую способность даже при разрушении одной или нескольких внутренних перегородок. Таким образом, инжекционные массы прекрасно подходят для работы с ветхими основаниями.

Эти анкерлер позволяют устанавливать крепеж в отверстия любой конфигурации, включая конусообразные, и использовать нестандартные метизы и арматуру. Поскольку клеящий состав твердеет не мгновенно, существует возможность корректировать положение металлического стержня в процессе работы. Это невозможно при использовании традиционных анкеров и дюбелей. Еще одним важным преимуществом является герметичность соединения и высокая устойчивость химических анкеров к агрессивным средам, а также возможность их использования под водой.

Подводя итоги, можно выделить следующие особенности химических анкеров:

• Подходят для использования не только с резьбовыми крепежными элементами, но и с арматурой.
• Устойчивы к вибрации.
• Высокая несущая способность и прочность на вырыв.
• Возможность применения в агрессивных средах и под водой.
• Отсутствие строгих требований к форме установочных отверстий.
• Предоставляют монолитное соединение, равнопрочное материалу основания.
• Идеально подходят для пористых и полых материалов.
• Обладают герметичностью и долговечностью соединений (около 50 лет по нормам ЕС).
• Простота установки, не требующая специальных навыков.