Как правильно подобрать анкеры

В ходе строительных и ремонтных работ зачастую возникает необходимость подвесить какой-то тяжелый предмет (например, массивную люстру) к перекрытию либо зафиксировать в стене определенные элементы сложной конструкции (например, тренажера). В таких случаях целесообразно использовать крепежные детали анкерного типа. Они спроектированы и изготовлены так, чтобы выдерживать большие усилия на изгиб и противостоять значительным нагрузкам на вырывание, воздействующим на этапе эксплуатации. Современная промышленность выпускает анкеры многих видов. Поэтому сегодня актуальным является вопрос, как правильно подобрать такое крепежное изделие.

Способ крепления

Основной критерий, применяемый для подразделения анкеров на различные категории, является способ крепления. Таковых сегодня существует два – механический и химический. Коротко рассмотрим их особенности.

Механическое крепление

Анкеры, работа которых основана на креплении механического типа, удерживаются в основании после воздействия нагрузки благодаря двум силам.

Сила трения. Возникает, когда вектор воздействующей нагрузки направлен параллельно оси крепежной детали. Проще говоря, трение появляется, если внешняя сила N пытается вырвать/выдернуть анкер из материала основания, как показано на рисунке.

Сила упора. Появляется, когда вектор приложенной нагрузки направлен перпендикулярно оси элемента анкерного крепления. То есть, если внешняя сила стремится его сломать либо согнуть (см. рисунок). При этом ее действие компенсируется за счет внутреннего сопротивления материалов: основания – на необратимое разрушение, самого анкера – на излом.

Механический принцип крепления заключатся в следующем: у анкерной детали имеются две части: внутренняя и наружная.

анкерный болт.jpg

Первая – распорная – расширяет вторую. Такая конструкция обеспечивает надежную установку анкера в основание при его забивании либо при закручивании.

Химический способ крепления

Химический способ крепления по сравнению с механическим характеризуется большей универсальностью. Он применим, практически, для любых оснований, в частности, пустотелых или обладающих хрупкой структурой. Чаще всего химический способ крепления используют при работе с пустотелым кирпичом, газо- и пенобетоном.

Ниже представлена последовательность этапов крепления химическим анкером.

На первом этапе в основании высверливается отверстие.

Затем посредством цилиндрической щеточки/ершика с жестким ворсом из отверстия удаляются осколки материала базы и пыль.

На третьем этапе с помощью насоса осуществляется финишная продувка монтажного отверстия.

Второй и третий этап нужно проводить с особой тщательностью. Иначе рабочую смесь химического анкера свяжут оставшиеся в отверстии частицы материала основания.

Далее с использованием пистолета-смесителя двухкомпонентный состав химического анкера вносят в подготовленное отверстие.

На пятом этапе в отверстие с рабочей смесью необходимо вставить резьбовую шпильку металлического анкера, прокручивая ее при этом, как-бы ввинчивая. Далее, прежде чем приступать к заключительному шестому этапу, нужно дождаться застывания клеевой массы. Требующийся на это временной интервал зависит от температуры воздуха. Если она даже немного ниже 0°С состав может затвердевать часов 8-10. При Т≥15° на это уходит в среднем порядка получаса-сорока минут. Убедившись в застывании состава химического анкера, можно соединять с основанием нужный объект. В бытовых целях данный крепеж не нашел широкого применения. Домашние мастера чаще используют механические анкеры. Причина банальна – последние детали заметно дешевле.

Разновидности анкеров для полнотелых оснований

По определению анкер – это крепежный элемент, применяемый при работе с полнотелой установочной базой, такой, например, как бетон, природный/натуральный камень, строительный кирпич. Ниже представлены наиболее востребованные виды таких деталей.

Анкерные болты

Для работы в полнотелом твердом материале анкерные болты являются самым надежным крепежом. Они бывают разных конструкций, но состоят они в обязательном порядке из следующих частей;

болт с шестигранной головкой;
втулка с технологическими прорезями;
гайка конической формы с насечками.

Принцип действия такой: когда болт завинчивается в конусообразную гайку, та входит в нижнее отверстие втулки. В результате такого перемещения последняя расширяется и упирается сформировавшимися выступами во внутреннюю поверхность монтажного отверстия, обеспечивая таким образом надежное крепление самого болта.

Забивные анкеры

Данные изделия находят применение в случаях, когда необходимо прикрепить к основе крупный предмет, обладающий большим весом, или если предполагается, что в процессе эксплуатации установленный объект будет подвергаться воздействию значительных динамических либо статических нагрузок. В конструкцию забивного анкера входят:

втулка, с прорезями, произведенная из металла высокой прочности;
конусообразный распорный элемент.

Порядок установки представлен ниже.

Первый этап стандартен – в материале основы нужно высверлить отверстие с диаметром втулки.

На втором этапе из отверстия удаляются образовавшиеся в ходе сверления частицы установочного материала и пыль.

Далее с помощью молотка втулку необходимо забить в подготовленное отверстие.

На четвертом этапе с помощью специального приспособления конусообразный распорный элемент вбивается до противоположного конца втулки. Делать это нужно аккуратно, чтобы не повредить ее внутреннюю резьбу. Прорези втулки расширяются, лепестки расходятся, упираются в стенки монтажного отверстия.

Заключительный – пятый – этап предусматривает ввинчивание анкерного болта, продетого в отверстие уголка подвешиваемого объекта, во втулку с распорным элементом. В итоге получается надежное крепление.

Клиновой анкер

Принцип действия данного метиза во многом схож с тем, как работает анкерный болт. И здесь имеется элемент, расклинивающий муфту, в результате чего ее лепестки расходятся и упираются в стенки проделанного в основе отверстия.

Клиновой анкер.jpg

Наряду с этим, заметны следующие отличия

роль болта играет резьбовая шпилька с гайкой и плоской шайбой;
муфта не защищает всю резьбу стержня, как это наблюдается у анкерного болта;
конусообразный распорный элемент выполнен не в виде гайки, а является элементом резьбового стержня.

Этапы установки детально показаны в видео о клиновом анкере от известного производителя данной продукции компании Sormat. Запуск ролика осуществляется наведением курсора на ниже размещенную картинку с последующим одновременным нажатием клавиши «Ctrl» и левой кнопки компьютерной мыши.

Клиновой анкер видео.jpg

Рамный анкер

В качестве основного элемента конструкции рамного анкера вступает выполненная из металла втулка с продольными прорезями. В ходе монтажа данного крепежного элемента именно благодаря такому исполнению этой втулки формируются своего рода лепестки. Они разжимаются при ввинчивании болта в конусообразную гайку, и углубляются в стенки монтажного отверстия, обеспечивая тем самым надежное крепление всего анкера.

Рамный анкер.jpg

Особенностью этой крепежной детали является конусообразная конфигурация ее шляпки, благодаря чему обеспечивается ее полное заглубление в отверстие для монтажа. Поэтому при его высверливании необходимо предусмотреть «потай» для размещения головки болта.

Процедура установки рамного анкера показана на видео. Для запуска ролика наведите курсор на ниже размещенную картинку, а далее действуйте в соответствии с высветившейся подсказкой.

Разновидности анкеров для пустотелых конструкций

Использование вышеописанных анкеров для крепления объектов в пустотелом основании невозможно. Обусловлено это отсутствием силы трения между внутренней поверхностью установочной базы такого типа и поверхностью крепежной детали. Для нивелирования данной проблемы были разработаны специальные анкеры. Рассмотрим лишь наиболее ходовые разновидности.

Анкер двухраспорный

Двухраспорный анкер состоит из:

шпильки. Ее рабочая часть характеризуется конусообразной формой. На верхнем отрезке шпильки выполнена метрическая резьба;
двух цилиндрических распорных втулок с прорезями;
головки. Допустимые варианты ее исполнения – гайка, кольцо, крюк;
плоской шайбы.

Принцип работы двухраспорного анкера такой: когда гайка завинчивается, конический стержень одновременно оказывает воздействие на обе втулки. В результате их отверстия распираются и формируется весьма надежное крепление.

Порядок установки этой крепежной детали представлен ниже.

Первый этап стандартен: нужно высверлить отверстия в уголке крепления подвешиваемого объекта и в материале основания. По завершении из отверстия нужно удалить частицы, образовавшиеся в ходе сверления, и пыль.

Далее анкер необходимо вставить в подготовленное отверстие и с помощью молотка вбить его до упора.

На завершающем этапе следует закрутить гайку. Достаточно на 4-5 оборотов.

Анкер данного вида наиболее подходит для крепления объектов на основе из гипсокартона. Он не просто не раскрошит хрупкий лист, но еще и надежно зафиксируется на его противоположной стороне в пустотелом пространстве.

Анкер-бабочка.jpg

Установка этого крепежного элемента (другое его название – дюбель Молли) выполняется так:

сначала в гипсокартонном листе нужно высверлить отверстие требуемого диаметра;
затем анкер необходимо вставить в это отверстие;
на следующем этапе в отверстие анкера продевается болт и вкручивается в его резьбовой цилиндрический конец. В ходе этой процедуры, образно говоря, «крылья бабочки» раскрываются за счет того, что наконечник дюбеля Молли притягивается к головке болта и прижимаются к листу гипсокартона.

Более наглядно весь этот процесс представлен в видео об установке анкера-бабочки от известного производителя – швейцарской фирмы «Mungo». Запуск ролика осуществляется в том же порядке, что был указан выше.

Анкер-бабочка видео.jpg

Материал изготовления

Для изготовления анкерных болтов используют металлы – углеродистую и нержавеющую сталь, а также алюминий и латунь. В целом же, при выборе сырья, производители должны учитывать требуемую прочность данных крепежных деталей. Наиболее востребованы анкерные болты следующих классов прочности: 10.9; 9.9; 8.8; 6.8. Марки углеродистой стали, свойства которых соответствуют их требованиям, указаны ниже.

Класс прочности 10.9. Сталь:

высококачественная конструкционная легированная Ст.35XГСA и Ст.30XГCА;
конструкционная легированная Ст.40X и Ст.40Х Селект;
конструкционная низколегированная Cт.40Г2 и Cт.45Г;
высококачественная легированная конструкционная Ст.38XА;
конструкционная низколегированная Ст.35Х.

Класс прочности 9.9. Сталь:

борсодержащая легированная конструкционная Ст.20Г2P;
конструкционная хромкремнемарганцовая легированная Ст.35XГСА;
Ст.30XГCА, Ст.40X, Ст.38XА, Ст.35Х;
конструкционная качественная Cт.45, Ст.35.

Класс прочности 8.8. Сталь Ст.20Г2P, Ст.38XА, Ст.35Х, Cт.45, Ст.35.
Класс прочности 6.8. Сталь Ст.35, Ст.20, а также качественная нелегированная конструкционная Cт.20кп

Изготовленные из углеродистой стали анкерные болты с целью повышения антикоррозионных качеств покрываются защитным слоем. Наибольшее распространение в этом плане получили две технологии – горячая оцинковка и гальваническое оцинкование.

В современной металлургии для производства анкерных болтов применяется также и нержавеющая сталь марок A4 и A2. В данном случае обозначать класс прочности этого сырья принято иначе. Например, маркировка A4-80 говорит, что граница прочности сплава A4 равна или меньше 800 Н/мм кв.

Заключение

Подвод итоги, следует сказать о возможных последствиях некорректной установки крепежных деталей анкерного типа или если нагрузка превысит допустимую. Тогда могут наблюдаться следующие явления: во-первых – вырывание самого болта с одновременным разрушением участка основания, в который он был погружен. Во-вторых, нарушение целостности анкера либо его форм. В-третьих, – разрушение крепежной детали в результате воздействия коррозии. Отмечались даже случаи, когда анкера расплавлялись! Поэтому прежде чем приступить к их монтажу, обязательно нужно изучить инструкцию по применению.