Химический анкер — достоинства и недостатки, изготовление своими руками

В наше время благодаря инновационным технологическим разработкам появляются постоянно новые материалы, способные облегчить и ускорить строительные работы, значительно повысить прочность и долговечность создаваемых конструкций. В данной статье мастер сантехник расскажет об одной из таких новинок, не так давно появившейся в свободной продаже. Химический анкер обеспечивает надежную фиксацию различных элементов за счет сил адгезии и когезии. Соединения, полученные при помощи химических анкеров, по своим прочностным характеристикам и надежности значительно превосходят те, для формирования которых использовались обычные анкерные болты.

Сферы использования

Химический анкер является оптимальным вариантом в тех случаях, когда необходимо надежно зафиксировать различные конструкции в «рыхлых» строительных материалах – газобетоне, пенобетоне, в пустотелом кирпиче и др.

Объясняется это тем, что жидкая клеевая масса, используемая при монтаже такого анкера, проникает во все поры а когда полимеризуется, формирует надежное соединение метиза с материалом, из которого изготовлена стена, пол или потолок строительной конструкции. Анкеру химического типа практически нет альтернативы, если необходимо обеспечить надежное крепление габаритных и тяжелых предметов на строительных конструкциях из пустотелых материалов.

За счет того, что клей, используемый в таких крепежных элементах, не расширяется при затвердевании и, соответственно, не вызывает расклинивающих и распирающих нагрузок.

О том, что соединения, полученные с использованием химических анкеров, обладают высочайшей надежностью, красноречиво свидетельствует тот факт, что такие крепежи успешно применяют для монтажа мостов, балконов и других ответственных конструкций.

Состав химического анкера

Химический анкер по своей сути представляет собой двухкомпонентную клеящую массу, изготовленную на основе синтетических смол. В технической литературе и в разговорном сленге строителей он имеет немало других наименований — «вклеивающий анкер», «инжекционная масса», «система, вклеивающая анкер», «жидкий дюбель или анкер», ну и «химический анкер».

Впервые этот тип крепежа был применен в горнодобывающей отрасли – для монтажа конструкций с крепление к рыхлым породам. Со временем – распространился на всю строительную отрасль.

В отличие от традиционных анкеров с распорными элементами, химические материалы способны обеспечить высокую надежность фиксации на неустойчивом, малопрочном или сложном по своей структуре материале.

Химические анкеры — это не просто обычная туба с клеем, а высокотехнологичная крепежная система. Обычно в дополнение к составам в продажу поставляются приборы для сверления шпуров, пистолеты-смесители, дозаторы массы, специальные скребки и ерши для очистки отверстий и другие необходимые инструменты и приспособления.

Составы химических анкеров подбирают под конкретную задачу, учитывая условия применения, в том числе, безусловно, специфику материала, из которого возведена основа.

Пропорции различных веществ, используемых в изготовлении химических анкеров, являются коммерческой тайной каждого из производителей. Единственное, что можно сказать с некоторой долей уверенности — это то, что в состав входят такие компоненты, как:

• Синтетические смолы, производимые на основе полиуретана, акрила или полиэфира;
• Кварцевый мелкофракционный песок;
• Цементный состав — используется в качестве наполнителя и вяжущего компонента, обеспечивающего прочностные характеристики клеящего состава;
• Отвердитель.

Принцип работы химического анкера заключается в креплении металлического стержня (шпильки) с помощью синтетического клеящего состава в бетонных (в том числе в пористых бетонах), кирпичных и многих других конструкциях. Химическая масса глубоко проникает в материал основания, заполняя его поры. Затем синтетические смолы отвердевают, образуя монолит, надежно удерживающий анкерную деталь в основании.

Технология фиксации с помощью химического анкера проста — клеящей массой (с помощью специального пистолета-дозатора или установкой особой капсулы) заполняется подготовленное отверстие. После этого в него вставляется металлический элемент (чаще всего – шпилька, но может быть и просто рифленый арматурный прут). Химический состав как бы обволакивает металл, заполняя даже узкие зазоры между витками резьбы.

Эти анкерные соединения по способности выдерживать выдергивающую нагрузку стоят значительно выше обычных анкеров или дюбелей. А при очень высоких нагрузках — вообще не имеют аналогов.

Необходимо отметить, что прочность соединений, осуществленных с помощью химических анкеров, настолько высока, что материал применяется даже при строительстве балконов, козырьков зданий, мостов, причём — в подводной их части, и т.п.

Особенно актуально применение данного материала в тех случаях, когда традиционные анкерные крепления и дюбели не способны обеспечить надежное соединение крепежа и основания. Например, если металлические элементы необходимо закрепить в «слабом» основании — это может быть пустотный кирпич, ракушечник, известняк, песчаник, керамзитобетон, или ячеистый бетон. Поэтому в последнее время популярность этого материала неуклонно растет.

Различные клеящие составы имеют разный период схватывания и полного отвердевания. Он может варьироваться от нескольких часов до суток.

Разновидности химических анкеров

Как уже было сказано выше, химические анкеры обычно являются двухкомпонентными составами. Их составляющие смешиваются между собой непосредственно перед применением. Они производятся и поступают в продажу в нескольких видах:

• Ампульный химический анкер — выпускается под определенный диаметр шпура. Для каждой точки крепления приобретается одна ампула. Этот тип анкеров, как правило, применяется для крепления в основании, которое может гарантировать высокую точность и чистоту при сверлении шпура;
• Капсульный химический анкер — вариант удобнее в применении в том отношении, что нет необходимости контролировать уровень заполнения отверстия. Незначительная разница в диаметре шпура и капсулы хорошо компенсируется за счет расширения клеевой массы при ее отвердевании.
• Химический анкер в картридже — состоит из двух емкостей, имеющие разный объем и соединенные между собой на выходном отверстии, содержащие клеевой состав и отвердитель. Этот вариант химического анкера требует для работы специальный пистолет для одновременной порционной подачи компонентов в направляющий носик-смеситель. Кстати, хорошо видно, что внутри этого смесителя установлена специальная спираль, обеспечивающая максимально равномерное смешение компонентов еще до подачи их пробуренное отверстие;
• Химический анкер в тубе — находится в емкости состоящий из двух отделов, в которых также находится клеевая масса и отвердитель. Они соединяются между собой и свешиваются в аналогичном направляющем носике во время выдавливания. Но для работы можно использовать обычный строительный шприц-пистолет, что удобно именно для домашнего применения.

Последние две разновидности подразделяются на универсальные и предназначенные для вклейки металлических деталей в бетонные основания. Как первый, так и второй вариант называют инъекционными анкерами.

Особой популярностью пользуются универсальные варианты анкеров. Это можно объяснить тем, что нет необходимости предварительно рассчитывать количество капсул. Кроме этого, такие анкеры удобны для применения при заполнении конусовидных шпуров, расширяющихся в глубину основания.

Анкеры, предназначенные для вклеивания шпилек или арматурного прута в бетонное основание, имеют, как правило, густую консистенцию. Они включают в себя ингибиторы коррозии и раскислители, что особенно важно при монтаже арматурных деталей в бетон.

Некоторые анкеры, предназначенные для бетона, требуют специальных химических средств для обработки арматурных изделий и просверленных шпуров, а также наличия приспособлений для вдавливания шпилек или прутов в отверстия.

У химических анкеров, расфасованных в картриджи, существует общий недостаток — это немалая сложность контроля за заполнением шпура. Часто масса начинает стекать под влиянием силы тяжести, если основание пустотное или пористое.

Сократить расход материала и добиться равномерного его распределения во все стороны шпура вполне возможно, использовав сетчатые втулки. Эти элементы могут иметь разные размеры, и подбираются в каждом случае индивидуально.

О стоимости химических анкеров говорить сложно – цена различных изделий может отличаться буквально в десятки раз. Во многом это зависит от комплектации системы и, конечно же, от производителя.

Каждая из упомянутых разновидностей материала представлена в продаже весьма немалым количеством наименований, так как производятся химические анкеры многими компаниями. Поэтому необходимо учитывать, что и технологии применения могут значительно различаться между собой.

На что обратить внимание при выборе химического анкера

Важной задачей является добиться гарантированного соответствия химического анкера его характеристикам и условиям его применения. Чтобы выбрать правильный материал, перед его приобретением необходимо внимательно изучить инструкцию, расположенную на упаковке ли прикладываемую к нему.

Производитель указывает в своих рекомендациях типы конструкций и материалы их изготовления, рекомендуемое расположение шпуров и их размеры, способы крепления, диапазон влажности и температуры, а также допустимые нагрузки для разных оснований. Кроме этого, необходимо обратить внимание на возможные ограничения по условиям эксплуатации, по скорости застывания состава — это особенно важно для химических анкеров атмосферного отвердевания.

Достоинства и недостатки

К неоспоримым достоинствам химических анкеров следует отнести:

• Отсутствие растягивающих напряжений в строительных конструкциях, в которые монтируется такой анкер;
• Герметичность отверстия, создаваемого для установки крепежного элемента;
• Отсутствие необходимости в большом опыте и сложном оборудовании для монтажа;
• Широкую область применения;
• Высокую прочность и надежность формируемого соединения;
• Высокую несущую способность, обеспечиваемую тем, что такой анкер способен выдерживать значительные напряжения на растяжение;
• Успешное противостояние воздействию негативных факторов внешней среды;
• Наличие отдельных типов анкеров, специально предназначенных для выполнения монтажных работ в условиях повышенной влажности или даже под водой;
• Долговечность (свыше 50 лет при правильной установке);
• Отсутствие токсичных элементов в составе (стирол и др.);
• Небольшие отличия коэффициентов температурного расширения клея и материалов строительных конструкций.

Говоря о достоинствах анкеров химического типа, нельзя не упомянуть и недостатки таких крепежных элементов, к которым следует отнести:

• Достаточно высокую стоимость;
• Ограниченный срок хранения в открытой упаковке;
• Срок годности только 12 месяцев даже в закрытой упаковке;
• Долгое застывание (скорость затвердевания клея составляет при +20° 20–40 минут; при –5° – 5–6 часов; при более низких температурах полимеризация клея может вообще не произойти).

Чтобы подобрать анкер химического типа для конкретной задачи, нельзя воспользоваться ГОСТом, но в этом могут помочь специальные таблицы, в которых приведен ассортимент таких крепежных элементов и сферы их применения.

Инструкция по монтажу химического анкера

Чтобы получить при помощи химического анкера надежное и долговечное соединение, следует придерживаться несложных правил его монтажа.

В поверхности конструкции из бетона или любого другого строительного материала просверливается отверстие, диаметр которого должен на 2 мм превышать размер поперечного сечения вставляемого болта.

Внутренняя часть отверстия тщательно очищается от строительной пыли, для чего можно использовать воду и ершик подходящего диаметра.

В подготовленное отверстие вставляется капсула с клеем и отвердителем, либо данные компоненты выдавливаются из тубы или картриджа. При использовании картриджа надо следить за расходом клея (он должен быть таким, чтобы немного превышать внутренний объем отверстия).

В отверстие вставляется металлический крепежный элемент. После затвердевания клеевого состава формируется надежное соединение химического анкера со строительной конструкцией, разрушить которое можно только механическим путем, фактически выломав его из бетона, кирпича или другого материала.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Что такое холодная сварка для металла