Какой анкер выбрать — металлический или химический?

Содержание статьи


• Металлические анкеры — характеристики и особенности
• Химические анкеры — виды, особенности и основные характеристики
• Особенности применения металлических и химических анкеров
  • Внутреннее напряжение
  • Глубина и диаметр анкеровки
  • Коррозия анкера в основании
  • Скорость монтажа
• Испытания металлических и химических анкеров
• Какие анкеры выгоднее — металлические или химические?
• Какой анкер выбрать — металлический или химический?

Ранее, в одной из наших статей мы сравнивали два вида забивных анкеров — латунный и стальной оцинкованный. В этой статье мы продолжим тему анкеров, сравнив, на первый взгляд, два совершенно разных вида анкеров — металлический и химический.

В этой статье мы не только поговорим о целесообразности использования каждого из анкеров в различных условиях монтажа, но и на примере реальной задачи выясним — какой из анкеров выгоднее.

Металлические анкеры — характеристики и особенности

Несмотря на преимущества химических анкеров, о которых мы поговорим дальше, именно металлические (механические) анкеры выбирают при производстве большинства строительных и ремонтных работ.

Сегодня существует множество разновидностей металлических анкеров, отличающихся не только конструкцией, но и способом монтажа и особенностями применения.

По принципу действия же все металлические анкеры можно разделить на два основных вида:

• Забивные анкеры
• Распорные анкеры

Чаще всего забивные анкеры представляют собой цилиндр с внутренней метрической резьбой и конической распорной зоной. Именно за счет расширения распорной зоны в момент удара происходит фиксация забивного анкера в основании.

К анкерам с распорным принципом действия относятся анкерные болты, клиновые анкеры и анкер-гильзы. Фиксация всех распорных анкеров происходит за счет расширения распорной зоны при закручивании крепежного элемента.

Все металлические анкеры применяются для монтажа только в плотные материалы основания: бетон, природный камень, полнотелый кирпич.

Химические анкеры — виды, особенности и основные характеристики

Хотя, говоря о химических анкерах, многие подразумевают именно клеевой состав (инжекционную массу), это не совсем корректно. Неотъемлемой составляющей любого химического крепления также является болт или металлический стержень-шпилька со стандартной гайкой и шайбой.

Инжекционная масса химического анкера изготавливается на основе полиэстеровой, винилэстеровой или эпоксидной смолы. Помимо смолы в состав также входит наполнитель, делающий соединение прочнее, и отвердитель, увеличивающий скорость полимеризации клеевого состава.

В зависимости от состава инжекционной массы и температуры основания, время максимального набора прочности может составлять от нескольких часов до нескольких суток.

Схема монтажа химического анкера в полнотелое основание на примере химического анкера Tech-KREP ECO

При установке химического анкера в полнотелое основание необходимо:

• Просверлить отверстие необходимого диаметра и длины
• Прочистить полученное отверстие при помощи специальной щетки и насоса для продувки
• Заполнить отверстие инжекционной массой при помощи специального пистолета с носиком смесителем
• Вставить в отверстие крепежный элемент – стержень-шпильку
• Дождаться набора инжекционной массой прочности, учитывая особенности химического анкера, материал основания и его температуру
• Установить на шпильку конструкцию и зафиксировать ее при помощи гайки и шайбы

Схема монтажа химического анкера в пустотелое основание на примере химического анкера Tech-KREP ECO

Для монтажа химического анкера в пустотелые основания, помимо инжекционной массы и металлической шпильки, также используются специальные сетчатые гильзы, предотвращающие утекание состава и значительно сокращающие его расход.

Для монтажа химического анкера в пустотелые основания необходимо:

• Просверлить отверстие необходимого диаметра и длины
• Вставить в полученное отверстие сетчатую гильзы подходящего диаметра
• Заполнить сетчатую гильзу клеевым составом
• Дождаться набора инжекционной массой прочности, учитывая особенности химического анкера, материал основания и его температуру
• Установить на шпильку конструкцию и зафиксировать ее при помощи гайки и шайбы

Химические анкеры фиксируются в основании за счет клеевого состава и благодаря этому не создают предварительного напряжения в основании. Это позволяет использовать их не только с полнотелыми основаниями, как металлические анкеры, но и с пустотелыми — ячеистым бетоном, керамзитобетоном, газобетоном, пустотелым кирпичом, поризованной керамикой и др.

Особенности применения металлических и химических анкеров

Несмотря на то, что металлические и химические анкеры часто являются взаимозаменяемыми, в некоторых ситуациях для монтажа подходит только один из видов.

Внутреннее напряжение

Одно из главных отличий металлических анкеров от химических напрямую связано с принципами их действия. Как мы уже отметили ранее, металлические анкеры фиксируются в основании за счет расширения распорной зоны, что создает внутреннее напряжение в материале основания. Из-за этого металлические анкеры нельзя устанавливать близко к друг другу, а также устанавливать их близко к краю основания, так как в месте крепления может пойти трещина или произойти раскол.

Химический анкер же не создает внутреннего напряжения, так как металлический стержень-шпилька просто вклеивается в основание, не деформируя его. Нагрузка при этом равномерно распределяется по всей длине крепления.

Глубина и диаметр анкеровки

Вторым важным отличием химических и металлических анкеров является доступная глубина и диаметр анкеровки.

Химический анкер имеет практически неограниченную глубину установки, а также широкий спектр доступных размеров крепежных элементов. Вместе с клеевой основой могут использоваться как классические шпильки, так и конусные анкерные стержни и арматура.

Размерный ряд металлических анкеров же имеет ограниченный размерный ряд по длине, диаметру и доступным маркам стали.

Коррозия анкера в основании

При монтаже металлических анкеров важно не только подготовить отверстие нужного диаметра и глубины, но и постараться избежать наличия пустот и зазоров, которые могут ослабить силу крепления, а также привести к проникновению влаги и последующей коррозии крепежа.

Химические анкеры же не обладают этими недостатками. Инжекционная масса анкера не только заполняет пустоты в отверстии, но и защищает крепежный элемент от коррозии в основании.

Скорость монтажа

Если говорить о скорости, то преимущество, безусловно, на стороне металлических анкеров. Вне зависимости от вида, металлические анкеры требуют значительного меньшего времени на установку, а главное — позволяют прикладывать нагрузку сразу после установки.

Перед установкой химического анкера необходимо не только проделать отверстие в основании, но и прочистить его при помощи щетки и специального насоса. Но даже когда химический анкер будет установлен в отверстие, необходимо дождаться набора инжекционной массой максимальной прочности, прежде чем прикладывать к креплению нагрузку.

Испытания металлических и химических анкеров

Перейдем к самой интересной части сравнения и посмотрим, как покажут себя оба вида анкеров в реальных испытаниях — на примере химического анкера TIT-ARCTIC PRO (Tech-KREP) с метрической шпилькой SKA 8x100 и клинового анкера WAM 8x120.

Количество необходимых анкеров мы будем рассчитывать на примере реальной задачи — монтаж козырька из закалённого стекла с подвесом на вантах (тягах) над входом в бизнес-центр.

Нагрузка на козырёк составляет 3 тонны (собственный вес козырька плюс вес снеговой нагрузки).

В качестве материала основания мы использовали бетон B15.

Испытания на вырыв с помощью поверенного измерителя адгезии ПСО-30МГ4.АД показали следующие результаты:

	Химический анкер TIT-ARCTIC PRO Шпилька металлическая SKA 8x100	Клиновой анкер WAM 8x120
Значение разрушающей нагрузки на вырыв (kH)	28,86	16,43
Расчётное сопротивление анкерного крепления (kH)	9,62	5,48

Расчётное усилие на вырыв из бетона В15 для химического анкера TIT-ARCTIC PRO с шпилькой металлической SKA 8x100 равно 9,62 кH или 981 кг.

Рассчитаем количество точек крепления химического анкера:

• 3000 / 981 = 3 шт.

Расчётное усилие на вырыв из бетона В15 для клинового анкера WAM 8x120 равно 5,48 кH или 559 кг.

Рассчитаем количество клиновых анкеров WAM 8x120 для монтажа козырька:

• 3000 / 559 = 5,4 (6) шт.

Какие анкеры выгоднее — металлические или химические?

Среднюю стоимость каждого из анкеров мы рассчитаем на основе актуальных цен в нескольких крупных сетях магазинов строительного крепежа.

Начнем с металлического клинового анкера WAM 8x120. Для его установки не требуется дополнительных специальных инструментов и стоимость монтажа козырька составит:

• 11 рублей * 6 = 66 рублей

С химическим анкером все немного сложнее. Как мы уже отмечали в начале статьи, химическое крепление состоит не только из клеевого основания, но и из крепежного элемента — резьбовой шпильки.

Стоимость стержней-шпилек, необходимых для монтажа, составляет:

• 26 рублей * 3 = 78 рублей

Средняя стоимость химического анкера TIT-ARCTIC PRO составляет: 1300 рублей за 400 мл. Приблизительный расход на одно отверстие — 5 мл, т.е. — 16.25 рублей за отверстие и 48.75 рублей для монтажа козырька.

Какой анкер выбрать — металлический или химический?

Подведём итоги. Если отталкиваться только от цены, то металлические анкеры значительно выгоднее химических. Они не только дешевле шпилек аналогичного диаметра, но и не требуют дополнительных инструментов для монтажа, таких как пистолет и насос. Но, как уже ясно из статьи, металлические анкеры имеют ряд ограничений и во многом проигрывают химическим. Поэтому ответ на вопрос «Какой анкер выбрать?» также зависит от условий монтажа, а именно от:

• Материала основания. Если анкер планируется устанавливать в пустотелое основание, ваш выбор — химический анкер. Металлический анкер создает дополнительное напряжение в основании и подходит только для оснований из полнотелого материала (бетон, природный камень, полнотелый кирпич).
• Места крепления. Хотя металлические анкеры подходит для монтажа в полнотелые основания, их нельзя устанавливать в воздушные карманы, а также близко к краю основания, так как это может привести к появлению трещин или даже к сколу основания. Химические анкеры же не создают внутреннего напряжения.
• Необходимой скорости монтажа. Выбирая химический анкер для проведения монтажных работ, стоит сразу учитывать время, необходимое для затвердения инжекционной массы. Если в сухом жарком климате это время может составлять несколько десятков минут, то в холодном и влажном климате — до нескольких дней. Использование металлического анкера же позволяет прикладывать к нему нагрузку сразу после монтажа.