Концепция химической анкеровки представляет собой высокотехнологичную и безопасную альтернативу для создания высокопрочных соединений нового поколения.
Химический анкер для бетона: что это и как правильно его использовать
В процессе строительных работ часто возникает необходимость надежной фиксации различных элементов на бетонных поверхностях. Это может включать в себя крепеж оборудования, монтажные операции или установку конструкций в тех ситуациях, когда традиционные механические анкеры не могут гарантировать нужного уровня надежности или могут повредить само основание. В таких случаях на помощь приходят химические анкеры — инновационные крепёжные системы, специально разработанные для обеспечения высокопрочных и долговечных соединений. В этой статье мы подробно объясним принцип действия химических анкеров для бетона, сравним их с механическими аналогами, а также продемонстрируем на видео, как грамотно установить химический анкер в бетон.
В общем виде анкер представляет собой крепежное изделие, предназначенное для соединения строительных конструкций и оборудования. В традиционном понимании механические анкеры изготавливаются из металла или пластика и имеют различные прорези, усики или резьбу. Однако химический анкер для бетона предлагает совершенно новый подход к процессу монтажа. Химанкер — это клеевая смесь на основе синтетических смол. В результате химической реакции между его компонентами формируется прочное соединение между закладной частью и основанием. Механизмы адгезии и когезии действуют одновременно, способствуя отвердеванию анкера и обеспечивая надежное сцепление с бетонной основой и металлической закладной.
Виды химического анкера для бетона
- Полиэфирные — состав на основе полиэфирной смолы с отвердителем. Их быстрое отверждение делает их подходящими для работы с различными основаниями, такими как камень или кирпич.
- Винилэфирные — используют винилэфирное связующее вещество с наполнителем. Эти анкеры показывают высокую атмосферостойкость.
- Эпокси-акриловые — это комбинация эпоксидной и акриловой смолы, они могут отверждаться даже при низких температурах.
- Эпоксидные — производятся на основе эпоксидной смолы с добавлением отвердителя. Эти анкеры сохраняют свои характеристики в условиях повышенной влажности и значительно устойчивы к химически активным средам.
В зависимости от времени застывания анкерные составы можно разделить на следующие категории:
- Быстро застывающие — такие анкеры схватываются всего за несколько минут после установки, что делает их идеальными для ситуаций, требующих быстрого восстановления использования крепёжных элементов, что, в свою очередь, удобно для срочного ремонта.
- Стандартные — время их застывания составляет от нескольких десятков минут до нескольких часов. Это наиболее часто встречаемый тип, подходящий для общестроительных работ в стандартных условиях.
По назначению и условиям применения химические анкеры также подразделяются:
- Для внутренних работ — анкеры, не содержащие стирола и других ингредиентов с резким запахом. Однако они могут оказаться недостаточно устойчивыми к влаге или температурным колебаниям.
- Для наружных работ — эти анкеры не боятся воздействия влаги, температурных изменений и ультрафиолетового излучения.
Выбор химического анкера должен основываться на условиях эксплуатации и требований к скорости монтажа.
Составы представляют в трех различных вариантах упаковки:
- В ампуле — это стеклянная капсула или пакет, разделенные тонкой перегородкой. В отдельных отсеках находятся клеевая масса и отвердитель. Такие ампулы выпускаются в различных диаметрах, что позволяет удобно дозировать их в зависимости от размеров болтов.
- В картриджах — клей и отвердитель находятся в двукомпонентном картридже, где смешивание происходит через специальную насадку. Для выдавливания состава требуется поршневой пистолет-дозатор.
- В тубе — один цилиндр с перегородкой для изоляции клея от отвердителя. Для работы потребуется обычный строительный пистолет для жидких гвоздей или герметиков.
Сравнение механического и химического анкера для бетона
Механические анкеры зарекомендовали себя как простое и эффективное средство крепления, однако с развитием технологий химические аналоги все больше набирают популярность благодаря своим выдающимся характеристикам. Рассмотрим их отличия более детально.
- Механические анкеры:
- создают внутреннее напряжение в материале основания;
- не рекомендуется устанавливать близко к краям основания или друг к другу из-за риска появления трещин или расколов;
- нагрузка сосредоточена исключительно в нескольких точках;
- ограничены в размерах по диаметру, длине и по маркам стали;
- утверждение требует больше времени на установку;
- подходят только для отверстий правильной формы и зачастую требуют правильно подготовленного отверстия.
- Химические анкеры:
- не создают внутреннего напряжения;
- арматура или шпилька помещаются в клеевой состав, не деформируя основу;
- нагрузка распределяется равномерно;
- предлагают широкий спектр размеров крепежных элементов;
- клеевой состав заполняет пустоты, тем самым предотвращая накопление воды и защищая крепеж от коррозии;
- выдерживают нагрузку сразу после монтажа;
- подходят для отверстий любой формы;
Химические анкеры предлагают более широкие возможности применения и не требуют специализированных инструментов для установки, обеспечивая надежную фиксацию даже в условиях вибрации. Рассмотрим, где они находят своё применение.
Что представляет собой химический анкер?
На первый взгляд, химический анкер представляет собой цилиндрическую форму, напоминающую тубус. Внутри него находится состав из двух компонентов: неорганических и органических. В процессе реакции происходит затвердевание без каких-либо усадок.
Неорганические составляющие обычно включают цементы различной структуры; органические же составляют смолы, основанные на полиэфире, полиэстере, эпоксидной или винилэстровой основе.
Преимущества и недостатки химического анкера
Несмотря на то что химический анкер появился на рынке сравнительно недавно, он быстро завоевал признание в строительстве благодаря своим преимуществам. Этот современный крепеж обладает высокой прочностью и надежностью соединения, что особенно важно при высоких нагрузках или при использовании тяжелых строительных элементов. Уникальная способность склеить элементы даже под водой и в условиях повышенной влажности значительно расширяет область применения химического анкерного крепежа.
Исследования продемонстрировали, что химические анкеры обеспечивают высокую прочность, что зачастую приводит к их замене обычных металлических анкеров в определенных ситуациях.
Несмотря на свое название, химические анкеры не обладают резким запахом, что позволяет безопасно работать с ним при монтаже. Более того, они не содержат стирол, что делает их экологически чистым продуктом.
К числу недостатков относятся следующие характеристики: высокая стоимость и разные времена застывания, так как различные составы клеевой смеси требуют времени нагнетания от секунды до суток.
Правильный выбор химического анкера
Химические анкеры можно разделить на две основные группы:
· ампульные химические анкеры;
· инжекционные химические анкеры.
Ампульные анкеры могут содержать как один компонент, так и несколько. Они продаются в герметичной упаковке — маленькой бутылочке или ампуле. При установке ампулы вставляются в подготовленное отверстие и забивают болт или шпильку. В этом процессе ампула разбивается, и содержимое выливається наружу, надежно фиксируя крепеж.
Ампулы имеют разные длины и диаметры, и их необходимо подбирать в зависимости от глубины и диаметра отверстия. Стеклянные осколки внутри ампулы могут служить армирующим наполнителем. Обычно одна такая ампула расходуется на установку одного болта. Лучшим образом они подходят для плотных типов материалов, таких как железобетон, кирпич, натуральный камень, включая гранит и мрамор.
Инжекционные химические анкеры, иногда именуемые инъекционными, предлагаются в виде кассеты с двумя отдельными отсеками, содержащими разные компоненты состава. Кассета вставляется в специальное устройство со смесителем. Перед заполнением отверстия необходимо установить пластиковую или металлическую вставку — гильзу. Если этого не сделать, то состав будет заполнять все обнаруженные пустоты, и его потребуется слишком много для одного отверстия.
Данный тип крепежа предназначен для пористых или пустотелых материалов, таких как керамзит, пустотелый кирпич, ячеистый бетон и другие аналогичные материалы.
Где целесообразно применять химические анкеры?
Область применения химических анкеров достаточно обширна.
Их нередко используют для крепления арматуры при строительстве различных зданий и сооружений, а также для возведения элементов, таких как колонны, эстакады, опорные части мостов и так далее.
Их применение допустимо и в процессе ремонта фундамента с использованием аналогичной арматуры, а также для скрепления плит при строительстве и ремонте, во время надстройки колонн и лестниц.
Они находят применение в монтаже любых металлических элементов.
В процессе возведения кровли, установки балконных конструкций в частных домах, создания беседок или монтажа ворот и многого другого.
Если вам необходимо установить на стене дома спутниковую антенну, химический анкер станет незаменимым инструментом. Он также поможет закрепить уличный фонарь или легко смонтировать сантехнику.
Эти анкеры подходят для монтажа любой техники, требующей электроизоляции.
Кроме того, химические анкеры являются отличным решением для использования в сложных климатических условиях с повышенной влажностью.
Классификация химических анкерных систем
Классификация химических анкеров осуществляется на основе характерных внешних отличительных признаков и внутренних физико-химических микропараметров полимерных растворов, которые и определяют их макросвойства. Такой подход позволяет разделять продукты в зависимости от конструктивного решения упаковки, химического состава клеевой массы, скорости застывания раствора и его функционального назначения.
В соответствии с конструктивным решением упаковки химические анкерные системы делятся на два основных класса: инъекционные растворы в картриджах, предназначенные для многоразового использования, и химические анкеры в одноразовых капсулах, которые также могут выпускаться в жестяных банках для ручного смешивания смолы и отвердителя.
Химические анкеры различаются по типу адгезива, представляющего собой основной химический компонент, который, под влиянием отвердителя, трансформируется из жидкого состояния в твердое. Клеевой состав химических анкеров содержит органические полимеры или их комбинации с неорганическими материалами, которые затвердевают при смешивании. Чаще всего встречаются химические анкеры, содержащие эпоксидные смолы, полиуретаны, полиэстеры, метилметакрилаты и сложные виниловые эфиры. Эпоксидные смолы обеспечивают самые высокие показатели прочности по всем параметрам, гарантируя максимальную безопасность.
Процесс установки химического анкера
Алгоритм действий при установке химических анкеров варьируется в зависимости от типа строительного основания и установочных параметров, указанных в проектной документации. Подробная информация по установке содержится в инструкции, которая прилагается к продукту.
Порядок монтажа инъекционного химического анкера в несущие основания из твердых строительных материалов включает в себя подготовку отверстия: бурение и очистку отверстия нужного диаметра и глубины. Прочистка отверстия осуществляется с помощью специальной щетки или ершика соответствующего размера, а затем струей сжатого воздуха — с ручного насоса или компрессора для больших отверстий. Чистка и продувка отверстий являются необходимыми этапами подготовки, так как экспериментально установлено, что несущая способность химического анкера, установленного в подготовленное отверстие, в 4 раза выше.
При создании монтажного узла в основаниях из пустотелых или рыхлых строительных материалов прочистка отверстий не требуется. Для эффективной фиксации металлического элемента анкеровки внутри материала с неоднородной структурой используется сетчатая гильза — пластиковая втулка или металлический мерный рукав.
Согласно установленным стандартам, порядок проведения монтажных работ с помощью химических анкеров предусматривает использование профессиональных инструментов и принадлежностей, что способствует эффективному креплению и снижению трудозатрат. Картриджи с адгезивной массой предполагают наличие двух изолированных компонентов: раствора смолы и отвердителя. Двухкомпонентный состав выдавливается из картриджа с помощью выпрессовочного пистолета с механическим, пневматическим или аккумуляторным приводом. Ингредиенты смешиваются внутри насадки картриджа, и в процессе смешивания инициируется полимеризация, переходя из жидкой фазы в твердую.
Монтаж химического анкер-капсулы не требует предварительной прочистки отверстий. Анкер-капсула, содержащая одно- или двухкомпонентный раствор, помещается в подготовленное отверстие в основании из плотного строительного материала. Затем фиксирующий элемент анкеровки устанавливается с помощью ударно-вращательного хода через перфоратор или специальный установочный инструмент, что приводит к разрушению оболочки капсулы, смешиванию и активации клеевого состава.
Расход химического анкера
В соответствии с техническими требованиями по организации крепления химическим анкером, после инсталляции фиксирующего металлического элемента часть клеевой массы должна выступать из отверстия.
Расход химического анкера определяется как разница между объемом просверленного отверстия и объемом металлического элемента крепления, который установлен в данное отверстие. Для количественной оценки необходимого объема клеевой массы применяются стандартные формулы, с учётом глубины и диаметра отверстия, а также размеров крепежных элементов.
Области применения химических анкеров
- Крепление и замена арматуры при возведении ответственных конструкций (мосты, перекрытия, лестницы, опорные колонны, эстакады и прочие подобные сооружения);
- Вклейка выпусков рабочей арматуры при увеличении объёма фундамента, соединении стен, плит перекрытий, а также при наращивании колонн и лестниц;
- Фиксация стальных элементов;
- Домостроение, включающее монтаж кровельных конструкций, балконов, ворот, беседок и т.д.;
- Установка вспомогательного оборудования, такого как спутниковые антенны, сантехника, фонари, перила, балюстрады и прочие элементы;
- Монтаж оборудования, где необходима электрическая изоляция, например, для установки поручней в тоннелях;
- Крепление конструкций под водой или в условиях повышенной влажности.
Преимущества химического анкера
Химические анкеры имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными креплениями. Соединения, выполненные с использованием инжекционных масс, демонстрируют устойчивость к вибрационным, динамическим и статическим нагрузкам. Прочность на вырыв в таких соединениях в 2-3 раза выше, чем при использовании механических аналогов.
В отличие от распорных дюбелей и механических анкеров, химические анкеры не вызывают напряжения в материале основания, что позволяет устанавливать их близко к углам и не беспокоиться о возможных сколах и трещинах — при этом можно оставлять минимальные расстояния между точками крепления. Ни один другой вид крепежа не обеспечит такой высокой нагрузки при монтаже в ячеистом кирпиче и других пустотелых либо пористых материалах.
Помимо этого, химический анкер способен заполнять все трещины и сколы основания, увеличивая площадь контакта между металлическим изделием и материалом, из которого изготовлено основание. Благодаря этому даже в случае разрушения одной или нескольких внутренних перегородок, несущая способность соединения сохраняется. Следовательно, инжекционная масса особенно эффективна для ветхих оснований.
Такие анкеры позволяют устанавливать крепеж в отверстиях любой конфигурации, включая конусообразные, и использовать нестандартные метизы и арматуру. При традиционном монтаже с помощью пластиковых дюбелей или клиновых металлических анкеров, как правило, используются только стандартные размеры изделий.
Клеевой состав обладает такой особенностью, как отсутствие мгновенного затвердевания, благодаря чему положение металлического элемента можно корректировать в процессе установки. При использовании стандартных анкеров и дюбелей такой возможности нет. Ещё одним важным преимуществом является герметичность соединения и устойчивость химических анкеров к агрессивной среде, что позволяет им часто использоваться для крепления конструкций под водой.
Кратко можно выделить следующие особенности химических анкеров:
- Подходят не только для резьбовых элементов крепежа, но и для арматуры;
- Устойчивость к вибрации;
- Высокая несущая способность и прочность на вырыв;
- Подходят для использования в агрессивной среде и под водой;
- Отсутствие жестких требований к конфигурации установочного отверстия;
- Обеспечивают монолитное соединение, прочность которого соответствует прочности материала основания;
- Идеально подходят для пористых и полых материалов;
- Герметичность и долговечность соединения (срок службы около 50 лет по гигиеническим нормам ЕС);
- Простота установки, не требующая специальных навыков.