Полезная информация о практическом использовании клинового анкера – одного из самых надежных метизов для фиксации тяжелых предметов на бетонных поверхностях.
Клиновой анкер для бетона обладает наилучшей удерживающей способностью среди распорных крепежных изделий механического типа, что позволяет использовать его для больших и средних нагрузок. Он состоит из шпильки с резьбой на одном конце и распорным элементом на другой. Крепеж поставляется с гайкой и шайбой. При затягивании гайки конусный хвостовик втягивается в цанговую втулку, расклинивая ее и обеспечивая тем самым жесткую фиксацию в отверстии.
Можно ли использовать клиновые анкера в других основаниях кроме бетона?
Клиновые анкера разработаны для установки только в твердые бетонные основания. Их нельзя использовать в кирпичной, блочной кладке и растворных швах. Хотя природные материалы, такие как камень и гранит, тоже могут быть достаточно твердыми, но их однородность и удерживающая способность не проверены.
Бетон в отличие от кирпича, камня, блоков и других материалов имеет определенную измеряемую прочность, которая учитывается при проектировании анкерных креплений. Чем выше его прочность, тем выше несущая способность крепления. Если прочность бетона не известна, то в расчет принимается самый низкий класс прочности.
Конструкция анкера-клина такова, что распирающее усилие создается не по всей его длине, а в определенной зоне. Его распорная часть должна упираться в твердый материал. Кирпич, например, довольно хрупкий материал и может иметь полые участки. При большой концентрации напряжения в одном месте он может раскрошиться. Если зона расширения клинового анкера попадет в пустоту, то фиксации вовсе не произойдет.
Блоки из пенобетона и газобетона являются еще более слабым основанием для установки такого анкерного крепления. Стенки отверстия в блоках не имеют достаточной прочности, чтобы противостоять локальным силам расширения, а большие полости в пустотелых блоках создают небезопасные зоны для анкеровки.
Тип и величина нагрузки
Анкер клинового типа должен использоваться только в условиях статического нагружения, то есть прикрепленный груз не должен вибрировать или подвергаться ударным нагрузкам, так как это может ослабить соединение и даже вырвать крепеж. Примером такого использования может стать закрепление флагштока или вибрирующего оборудования. Для таких применений лучшим решением станет химический крепеж.
Расчетные усилия на вырывание и срез для анкерных шпилек разного диаметра приведены в таблице:
| Диаметр, мм | М6 | М8 | М10 | М12 | М16 | М20 | |
| Бетон В20 (сжатый) | Расчетное усилие на вырыв, кН | 4.2 | 6.0 | 10.7 | 13.3 | 23.3 | 33.3 |
| Расчетное усилие на срез, кН | 4.0 | 7.3 | 11.6 | 16.8 | 31.4 | 49.0 | |
| Бетон В20 (растянутый) | Расчетное усилие на вырыв, кН | 2.2 | 3.3 | 6.0 | 8.0 | 16.7 | 20.0 |
| Расчетное усилие на срез, кН | 4.0 | 7.3 | 11.6 | 16.8 | 31.4 | 49.0 | |
Из таблицы видно, что один и тот же крепеж в сжатой зоне бетона выдерживает почти вдвое большее вырывающее усилие, чем в растянутой зоне с трещинами. Для обеспечения надежности анкерного крепления принимается коэффициент безопасности 4:1, то есть допустимая нагрузка должна составлять 25 % от расчетной вырывающей нагрузки.
Условия эксплуатации
Данный вид метизов выпускается из оцинкованной и нержавеющей стали с различной степенью устойчивости к коррозии:
- углеродистая оцинкованная сталь – для сухих помещений;
- горячеоцинкованная сталь – для влажных помещений и уличного монтажа;
- нержавеющая сталь А2 (AISI 304) – для наружного применения и установки под водой;
- нержавеющая сталь А4 (AISI 316) – для использования в едких средах, погружения в морскую и хлорированную воду.
Минимальная толщина основания
Толщина базового материала не менее важна, так как тонкостенные бетонные конструкции не могут гарантировать заявленную прочность удержания. После установки крепежа, расстояние от его конца до края бетонной плиты должно составлять не менее 1,5 диаметра. То есть, если крепеж М12 устанавливается на глубину 82 мм, то минимальная толщина строительного основания для него – 100 мм.
Расстояние между креплениями
При монтаже конструкций часто возникает вопрос: с каким минимальным шагом устанавливать анкер-клин? Если точки крепления разместить слишком близко друг к другу, то зоны напряжения каждой из них суммируются, и в бетоне может появиться трещина. В справочных материалах по технологии установки анкерных креплений рекомендуется придерживаться следующего правила: межосевые расстояния – не менее 10 диаметров анкера, краевые – не менее 5.
| Диаметр, мм | М6 | М8 | М10 | М12 | М16 | М20 |
| Стандартное межосевое расстояние, мм | 120 | 141 | 180 | 210 | 246 | 303 |
| Минимальное межосевое расстояние, мм | 50 | 55 | 60 | 70 | 90 | 110 |
| Стандартное расстояние от края, мм | 60 | 71 | 90 | 105 | 123 | 152 |
| Минимальное расстояние от края, мм | 45 | 50 | 55 | 60 | 70 | 130 |
Диаметр и длина анкера
Основными факторами, определяющими несущую способность крепления, являются: прочность бетона, диаметр крепежа и глубина его заделки в основание. Чем тяжелее прикрепляемый объект, тем больше диаметр анкера. При расчете длины необходимо просуммировать три параметра: глубину установки, толщину прикрепляемого элемента и длину выступающего конца шпильки, на который будет накручиваться крепежная гайка с шайбой.
Диаметр и глубина отверстия
Диаметр отверстия должен быть равен диаметру клинового анкера. Глубина отверстия и глубина анкеровки – два разных параметра. Глубина анкеровки – это минимальная глубина погружения шпильки ниже поверхности бетона, при которой достигаются минимальные значения нагрузок. Производители обычно указывают эту величину в характеристиках крепежных изделий. Более глубокое погружение возможно, но оно существенно не повлияет на допустимые нагрузки. Длина отверстия должна быть как минимум на 6-12 мм больше глубины заделки крепежа. В этом дополнительном пространстве соберется шлам, образовавшийся в процессе установки.
Параметры монтажа
| М6 | М8 | М10 | М12 | М16 | М20 | |
| Диаметр бура, мм | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 |
| Длина отверстия, мм | 55 | 65 | 70 | 90 | 110 | 130 |
| Глубина установки, мм | 49 | 58 | 62 | 82 | 102 | 121 |
| Диаметр отверстия в детали, мм | 7 | 9 | 12 | 12 | 18 | 22 |
| Усилие затяжки гайки, Нм | 8 | 15 | 30 | 50 | 100 | 200 |
Инструкция по монтажу
- Отверстие в бетонном основании просверливается буром с твердосплавным наконечником при помощи перфоратора или ударной дрели.
- Перед установкой дюбеля важно тщательно прочистить отверстие от бурильной крошки, используя сначала металлический ершик, а затем продувочный насос.
- Навинтите гайку на резьбовой конец шпильки, подложив под нее шайбу. Совместите верх гайки с торцом шпильки. Это делается для того, чтобы защитить начало резьбы от повреждения молотком.
- Вставьте крепеж через отверстие в прикрепляемой детали (сквозной монтаж) или непосредственно в материал (предварительный монтаж) и вбейте его ударами молотка.
- Завинчивайте гайку сначала от руки, пока шайба не будет плотно прилегать к поверхности, а затем затяните ключом, сделав 3-5 оборотов.
Назначение
Клиновые анкера широко используются в капитальном строительстве и при домашнем ремонте. В них возникает необходимость, когда нужно закрепить на поверхности стен, пола и потолка тяжелые предметы, брус, металлические конструкции, оборудование, инженерные коммуникации, навесные консоли, колонны, кронштейны, ограждения и перила.
