Виды химических анкеров: капсульные, ампульные, инъекционные

Химические (клеевые) анкеры представляют собой систему крепления, где основной несущий элемент (анкерная шпилька, арматура и т.п.) фиксируется в основании с помощью двухкомпонентного полимерного состава на основе синтетических смол (полиэфир, эпоксиакрилат, эпокси и т.д.) и отвердителя. После перемешивания смола полимеризуется, образуя надежную связь металлического стержня с материалом основания.

Основные типы химических анкеров:

• Капсульные анкеры;
• Ампульные анкеры;
• Инъекционные (картриджные) анкеры.

Все три типа основаны на одинаковом принципе химической адгезии и последующей полимеризации состава. Отличия заключаются в формате упаковки, способе монтажа и расходных материалах.

Капсульные анкеры

Капсульный химический анкер поставляется в виде дозированного клеевого состава, герметично упакованного в капсулу. Ранее чаще использовались хрупкие стеклянные ампулы, но в современных решениях применяют более прочную мягкую плёнку (фольгу, нейлон). Внутри капсулы находятся два компонента:

• Синтетическая смола (винилэстер, эпоксиакрилат, эпоксидная или полиэфирная)
• Отвердитель (нередко с добавлением кварцевого песка и других наполнителей)

Компоненты разделены внутри капсулы, чтобы не допустить преждевременного смешивания.

Принцип монтажа

1. Просверлить отверстие в основании (бетоне, камне и т.д.);
2. Вставить капсулу в это отверстие;
3. Ввести анкерную шпильку и повернуть/забить её до разрыва капсулы;
4. Смола и отвердитель перемешиваются, заполняют полость отверстия, происходит полимеризация;
5. После отверждения формируется прочное соединение стержня с основанием.

Время полного отверждения зависит от температуры окружающей среды и может варьироваться от 10–15 минут (при +20 °C) до нескольких часов (при низких температурах).

Применяемые материалы и особенности

Чаще всего капсульные клеевые составы базируются на:

• Без стирола, обладают повышенной химической стойкостью;
• Рабочий диапазон температур примерно от -40 °C до +120 °C.

2. Эпоксидных смолах

• Максимальная адгезия, долговечность, возможность крепить сверхтяжёлые конструкции;
• Применяются даже под водой.

• Менее дорогие, подходят для умеренных нагрузок;
• Требуют сухих и незагрязнённых условий (без вибраций).

Ключевые моменты:

• Точная дозировка (одна капсула на одно отверстие) исключает перерасход;
• Отсутствие распорного действия на стенки отверстия, что даёт возможность устанавливать анкеры близко к краям и друг к другу;
• Капсульные анкеры рассчитаны преимущественно для плотных массивных оснований (бетон, природный камень). Высокие классы систем позволяют применять их и в трещиноватом бетоне;
• Благодаря герметизации полимером шпилька защищена от коррозии и влага не проникает в основу.

Таблица 1 -Преимущества и недостатки капсульных анкеров

Итог: Капсульные системы идеальны для серийного крепления в бетоне и камне, особенно если требуется надёжность и долговечность.

Ампульные анкеры

Ампульные анкеры по сути очень схожи с капсульными: клеевой состав упакован в одноразовую стеклянную колбу (ампулу). При вворачивании шпильки стекло разрушается, и смола с отвердителем смешиваются. В строительной практике «ампульный анкер» часто рассматривается как частный случай капсульного, где главным отличием является стеклянная оболочка.

Применение:

• Обычно подходят для плотных и чистых отверстий в бетоне, полнотелом кирпиче, природном камне;
• Тщательная очистка отверстия может быть не столь критичной: вращение шпильки втягивает мелкие частицы, которые дополнительно упрочняют клеевой камень;
• Монтаж прост: вставить ампулу в отверстие и вкрутить шпильку до упора.

Особенности применения ампульных анкеров

1. Только для сплошных оснований. Жидкая смола может вытекать из полостей.

2. Применение в «потолочных» отверстиях, ориентированных вниз, проблематично без специальных приспособлений (капсула может выпасть до схватывания).

3. Время гелеобразования и отверждения напрямую зависит от температуры.

• При +20 °C схватывание ~5–10 минут;
• При 0 °C время может достигать 1 часа;
• При отрицательных температурах (до -10…-20 °C) выпускаются специальные зимние формулы (например, винилэстер «зима»).

4. Для особо нагруженных креплений могут использоваться «двухампульные» системы, увеличивающие объём клея и обеспечивающие максимальную прочность.

Таблица 2 - Преимущества и недостатки ампульных анкеров

Итог: Ампульные анкеры применяются там, где нужны гарантированная прочность и надёжность в плотном основании. Несмотря на некоторую «жесткость» в выборе размеров, они обеспечивают максимально простую и быструю установку.

Ампульные анкеры – это частный случай капсульных анкеров, строго имеющих стеклянную оболочку и потому менее удобны в установке в потолочные и направленные вниз отверстия (смесь может вытечь до застывания). Они подходят только для сплошных материалов, таких как бетон и полнотелый кирпич.

Капсульные анкеры (в широком смысле) более универсальны по материалам оболочки, их удобнее устанавливать в разных направлениях, так как оболочка бывает эластичной, а состав менее текучим. Это даёт им больше преимуществ при монтаже в труднодоступных местах.

Таким образом, капсульные анкеры шире по области применения и удобнее в монтаже, а ампульные более традиционные, со строго фиксированными размерами и применяются преимущественно для простых, горизонтальных монтажных задач в плотных основаниях.

Инъекционные анкеры

Инъекционный химический анкер представляет собой двухкомпонентный состав в специальном картридже (или тубе), в котором смола и отвердитель разделены до момента использования. Для монтажа применяется пистолет-дозатор со статическим смесителем, позволяющим смешивать компоненты непосредственно при выдавливании в отверстие.

Преимущества инъекционного способа:

• Позволяет контролировать расход состава и эффективно заполнять отверстия любого диаметра и глубины;
• Подходит для разных материалов (не только для монолитного бетона и камня, но и для пустотелого кирпича, газобетона и т.д.), если использовать специальные сетчатые гильзы;
• Удобен для креплений в условиях влажности или при наличии трещин в основании (при выборе соответствующей смолы);
• Один картридж можно применить для множества отверстий, снижая цену за точку крепления.

Принцип монтажа

1. Просверлить и очистить отверстие (продувкой, щёткой);
2. Установить картридж со смолой и отвердителем в пистолет-дозатор;
3. Установить новый смеситель-насадку, «прокачать» немного состава, чтобы компоненты начали смешиваться равномерно;
4. Заполнить отверстие клеем примерно на 2/3 объёма (желательно от дна);
5. Вставить анкерную шпильку или арматурный стержень с лёгким проворачиванием;
6. Выдержать время гелеобразования и окончательного отверждения (зависит от температуры и типа смолы).

Применение (монтаж) в полнотелый материал

Применение (монтаж) в пустотелый материал

Материалы и составы инъекционных анкеров

Ниже основные типы смол, применяемых в инъекционных системах:

• Дешёвые, быстротвердеющие, подходят для средних и лёгких нагрузок;
• Используются в нерастянутом (нетрещиноватом) бетоне, полнотелом кирпиче;
• Диапазон применения ~ -5…+35 °C (существуют зимние варианты);
• При +20 °C твердеют за 30–60 минут, при низкой температуре — дольше;
• Срок службы до ~50 лет в сухих условиях, но вне помещения быстро теряют свойства (влага, мороз).

• Самые универсальные;
• Без стирола (нет резкого запаха);
• Быстро твердеют, выдерживают динамические нагрузки, сейсмику;
• Рабочий диапазон ~ -20…+40 °C при монтаже, до +120 °C в эксплуатации;
• Высокая химическая стойкость, подходит для агрессивных сред и наружных условий.

• Максимальная адгезия и прочность на вырыв;
• Более длительное время отверждения (может достигать нескольких часов);
• Применяются для особо тяжёлых нагрузок, вклеивания арматуры, мостовых опор;
• Отлично работают в воде, подходят для подводного бетонирования;
• Срок службы часто 50+ лет, широко применяются при ответственных конструкциях.

Таблица 3 - Сравнение основных типов смол в инъекционных системах

Инъекционные анкеры — наиболее гибкое решение для большинства задач: от простых бытовых креплений до ответственных промышленных объектов. Они позволяют применять разные типы смол, регулировать расход и уверенно монтировать анкеры в различных условиях.

Таблица 4 - Плюсы и минусы инъекционных анкеров

Ниже приведена примерная сводная таблица, позволяющая быстро сопоставить три типа химических анкеров по ключевым критериям.

Таблица 5 - Сравнение капсульных, ампульных и инъекционных анкеров

Итоговые рекомендации по выбору

1. Капсульные анкеры:

• Оптимальный вариант для массового серийного крепления в плотном бетоне и камне, когда важны точная дозировка, простота монтажа и отсутствие необходимости в дополнительных инструментах;
• Нужен чёткий подбор диаметра и глубины под каждую капсулу;
• Хорошо работают в сейсмических и динамических условиях.

• Аналогично капсульным, но с оболочкой из стекла;
• Удобны при монтаже «в пол» или в горизонтальные стены, где нет риска вытекания смолы;
• Высокая несущая способность, быстрое схватывание (зависит от состава), но цена за штуку может быть выше.

• Наиболее универсальный вариант: подходят для разных материалов (включая пустотелые, пористые);
• Возможность гибко дозировать смолу снижает затраты на одном месте, но требует аккуратности и наличия дозатора;
• Выбор смолы (полиэфир, винилэстер, эпокси) зависит от требуемой прочности, условий монтажа, диапазона температур и агрессивности среды.

Практические советы по монтажу:

1. Подготовка отверстий: в большинстве случаев требуется тщательная очистка (продувка, выметание пыли). Особенно это важно для инъекционных анкеров, где загрязнения могут сильно снизить адгезию.
2. Температурный режим: учитывайте время отверждения при низких или высоких температурах; у каждого производителя есть таблицы с зависимостью времени полимеризации от окружающей среды.
3. Хранение: и капсулы, и ампулы, и картриджи подвержены истечению срока годности. Вскрытые/надорванные упаковки желательно расходовать сразу, особенно ампулы и смесители для инъекционных составов.
4. Безопасность: при работе со смолами и отвердителями используйте средства индивидуальной защиты (перчатки, защитные очки, респиратор при работе со стирольными составами).

Как выбрать подходящий химический анкер для разных материалов (бетон, кирпич, камень)

Разные основания (бетон, кирпич, природный камень и т.д.) имеют различные структурные особенности: наличие пустот, трещин, неоднородная плотность, повышенная влажность. От этого зависит:

1. Тип анкера (капсульный, ампульный, инъекционный).
2. Состав смолы (полиэфир, винилэстер, эпокси).
3. Технология монтажа (очистка отверстия, использование гильз для пустотелых блоков, применение зимних/влагостойких составов).

Ниже приведены рекомендации по выбору и применению химических анкеров для типичных вариантов оснований.

Бетонные основания

Основные рекомендации

• Высокопрочный бетон (железобетон): оптимальны винилэстеровые или эпоксидные анкеры, обеспечивающие максимальную несущую способность. Подходят как ампульные системы (качественный бетон без крупных трещин), так и инъекционные (более гибкие по глубине/диаметру).
• Трещиноватый бетон: выбирают химические анкеры с соответствующей сертификацией (например, ETA на трещиноватый бетон, сейсмо-категории C1 или C2), обычно это винилэстер повышенной прочности или эпоксид (Sormat и другие бренды).
• Монолитный нетрещиноватый бетон: возможны капсульные решения для массового монтажа или инъекционные составы при необходимости варьировать глубину анкеровки.

Нагрузки и особенности монтажа

1. Нагрузки: химические анкеры в бетоне выдерживают 3–5 т (30–50 кН) на вырыв для анкеров M16–M20 в бетоне класса C25/30. При этом химический состав не подвержен «расслаблению» под нагрузкой (в отличие от распорных анкеров).
2. Влажность и подводные условия: для сырого бетона или монтажа под водой актуальны эпоксидные или эпоксиакрилатные (винилэстер) составы с пометкой «подходит для влажных/водонасыщенных оснований».
3. Низкие температуры: требуются «зимние» версии смол (Winter, Nord). Такие составы могут работать при -20…-25 °C. Время отверждения увеличивается, поэтому нужно следовать инструкциям производителя.
4. Алмазное сверление (гладкие стенки отверстий): предпочтительны инъекционные смолы с наполнителями (кварцевый песок) или чистые эпоксидные системы, которые гарантируют высокую адгезию к полированной поверхности.

Кирпичная кладка (полнотелый кирпич)

Особенности материала

• Прочность полнотелого кирпича (обычно М100–М150) ниже, чем у бетона, поэтому ограничивается максимально достижимая нагрузка на вырыв.
• Химические анкеры предпочтительнее механических из-за отсутствия расклинивающих усилий, которые могут расколоть кирпич.

Типы анкеров и смол

• Инъекционные анкеры: основной выбор для кирпича. Винилэстеровые составы средней/низкой вязкости хорошо проникают в поры, формируют надёжную адгезию. Полиэфирный состав (PE) тоже возможен, но прочностные показатели обычно ниже.
• Ампульные анкеры в полнотелом кирпиче применяются редко (возможно, при маленьких диаметрах M8–M12 и строго при условии отсутствия пустот).
• Капсульные (фольгированные) тоже скорее исключение для кирпича, поскольку формат дозирования ориентирован на бетон. Чаще всего проще работать с инъекцией и самим контролировать глубину заполнения.

Практические советы

1. Отверстия: сверлить без удара (если позволяет оборудование), чтобы не повредить структуру кирпича; затем очистить (продувкой, щёткой) для удаления пыли.
2. Заполнение клеем: ~2/3 объёма; при введении шпильки излишки смолы выходят наружу, исключая внутреннее «расклинивание».
3. Время отверждения: обращайте внимание на температуру среды; в холодном помещении многие винилэстеровые системы застывают за 1–2 часа (а не за 20–30 минут).
4. Минимальные отступы от краев: чтобы не выломать фрагмент кирпича, оставляйте 6–10 см от края (рекомендации производителей).
5. Старый и пористый кирпич: желательно использовать эпоксидный или медленно твердеющий винилэстер, чтобы смола глубже пропитала материал.

Пустотелый кирпич и блоки

Ключевые моменты

• Сетчатые гильзы: обязательны при работе с пустотелым кирпичом (щелевой, блоки), газосиликатом и т.д. Перфорированная втулка удерживает смолу, не давая ей растекаться по пустотам.
• Инъекционные составы: наиболее распространены полиэфир или винилэстер средней вязкости, чтобы смола смогла заполнить внутреннюю структуру гильзы.

Процесс монтажа

1. Сверление отверстия: диаметр под гильзу, длина соответствует длине анкера + гильзы.
2. Установка гильзы: вставить пластиковую или металлическую перфорированную втулку в отверстие.
3. Заполнение смолой: использовать инъекционный пистолет, заполняя гильзу снизу вверх (избегая воздушных пустот).
4. Вставка шпильки: плавно проворачивая, чтобы состав равномерно распределился.
5. Выдержка по времени: дождаться полного отверждения (30–60 минут при +20 °C, может быть дольше при холоде).

Допустимые нагрузки

• Для анкера M12: ~0,5–1,0 т (5–10 кН) в большинстве пустотных кирпичей. Точные данные зависят от толщины стенок кирпича и характеристик смолы.
• Производители блоков часто указывают примерные показатели нагрузки для химических анкеров в их изделиях.

Природный камень

Характеристики материала

• Сюда относятся гранит, мрамор, известняк, песчаник и т.д. Прочность, плотность и структура могут сильно отличаться даже в пределах одной породы.
• Часто применимо алмазное бурение, после которого стенки отверстия получаются гладкими.

Рекомендации по выбору анкеров

1. Твёрдый монолитный камень (гранит, базальт): выбирают эпоксидные или винилэстеровые анкеры с хорошей адгезией к гладким поверхностям (наличие кварцевого наполнителя приветствуется).
2. Неоднородные, трещиноватые породы: химические анкеры здесь особенно полезны, так как не создают дополнительных распирающих усилий.
3. Пористый, слоистый камень (известняк, ракушечник): используют смолы с более низкой вязкостью, чтобы они проникали в пористую структуру. Увеличивают глубину анкеровки (при возможности), чтобы распределить нагрузку.

Нагрузки и монтаж

• Нагрузки: в плотном камне уровень несущей способности может сопоставляться с высокопрочным бетоном (десятки кН на вырыв). Основное ограничение — риск растрескивания при высоких нагрузках, поэтому важно соблюдать большие отступы от краёв (минимум 15 см).
• Алмазное сверление: применять эпоксидные или высококачественные винилэстеровые составы (Sormat KEM-VE), которые хорошо сцепляются с гладкими стенками.

Для наглядности ниже представлена обобщающая таблица, в которой указано, какой тип анкера (и смолы) обычно предпочтителен для того или иного основания.

Таблица 3 - Рекомендации по выбору химанкера в зависимости от основания

Ключевые практические моменты

1. Очистка отверстий: независимо от основания, удаление пыли (продувка + щётка) существенно повышает адгезию.
2. Температура: при отрицательных значениях или жаре (выше +30…+35 °C) время отверждения сильно меняется. Читайте технические карты производителя.
3. Предварительные тесты: при сомнительной прочности основания (старый кирпич, неизвестная плотность природного камня) рекомендованы пробные вырывные испытания.
4. Безопасность: смолы и отвердители могут быть токсичными, используйте перчатки, очки, респиратор при необходимости.

Химические анкеры для наружного и внутреннего использования: в чем разница

Ключевые параметры, влияющие на выбор состава:

1. Температурный режим: от +5…+30 °C внутри помещений до сезонных -20…+40 °C снаружи.
2. Влажность и контакт с водой: подводный монтаж, влажный бетон, дождь и т.д.
3. УФ-излучение: обычно влияет минимально (так как смола скрыта в отверстии), но при частично открытом креплении важно учитывать УФ-стойкость.
4. Состав смолы и выделения: наличие стирола, запах, токсичность для внутренних работ.
5. Срок службы и внешние факторы: мороз, агрессивные среды, частые перепады температуры.

Температурный режим

Внутренние помещения

• Температура основания: чаще всего +5…+30 °C.
• Применяемые смолы: стандартные (летние) версии полиэфира, винилэстера, эпокси — все они нормально полимеризуются при комнатной температуре.
• Особые случаи: неотапливаемые подвалы, складские помещения зимой — температура может быть близкой к 0 °C. Тогда нужно использовать составы, работающие при ~+5 °C и ниже (многие «универсальные» винилэстеры).

Наружные условия

• Сезонные перепады: температурный диапазон может колебаться от -20…-25 °C зимой до +30…+40 °C летом.
• Термостойкость: при нагреве выше +50…+60 °C полиэфирные смолы могут терять жёсткость. Для сильно нагревающихся конструкций (солнечные кровли, металлические балки) предпочтительны термостойкие винилэстеровые или эпоксидные анкеры (до +80…+120 °C).
• Зимние составы: для монтажа при отрицательных температурах смолы должны иметь соответствующую пометку («Winter», «Nord», «Cold»).

Примечание: При очень низких температурах отверждение может занять несколько суток. Необходимо соблюдать увеличенные технологические паузы.

Влажность и вода

Внутренние условия

• Чаще всего сухое основание.
• Может быть повышенная влажность (подвалы, бассейны, душевые). В таких местах рекомендуется винилэстер или эпоксид, так как они более устойчивы к сырости.
• Монтаж: обычно в помещении защищён от прямого попадания воды, поэтому стандартные анкеры годятся, если нет постоянного подтопления.

Наружные условия

• Дождь, снег, морось: важно, чтобы смола могла отвердеть во влажной среде. Винилэстеровые и эпоксидные анкеры выдерживают такие условия, полиэфиры — хуже.
• Подводный/влажный бетон: нужны формулы, сертифицированные для мокрого бетона.
• Защита до полимеризации: после нанесения смолы отверстие желательно укрыть от попадания прямой воды (дождя), пока состав не затвердеет.
• Циклы замерзания-оттаивания: более эластичные смолы (эпоксид, уретанметакрилат) лучше переносят движение льда в микротрещинах. Полиэфиры могут быстрее деградировать.

УФ-излучение

Влияние УФ

• Основная часть клеевого состава находится внутри отверстия, куда ультрафиолет не проникает.
• Край клеевого камня у поверхности может получать долю УФ, однако современные винилэстеры и эпоксиды содержат УФ-стабилизирующие добавки.
• Долгосрочная экспозиция: если часть полимерной массы находится открытой (например, в зоне шва), рекомендуется закрыть её от прямого солнца (шайба, раствором, герметиком и т.д.).

Для большинства стандартных ситуаций УФ-воздействие не критично. Если предполагается длительное пребывание клеевого состава на солнце (открыто), лучше использовать винилэстер или эпоксид с пометкой о повышенной УФ-стойкости.

Состав смолы и выделения (экологические аспекты)

Внутренние помещения

• Стирол: токсичное вещество с резким запахом, ранее широко использовалось в полиэфире. Сейчас есть стирол-фри формулы (SF), которые почти не пахнут.
• Винилэстер и эпоксид: как правило, не содержат стирола, имеют слабый запах, но всё равно нужна вентиляция при монтаже (летучие компоненты от отвердителя).
• Санитарная безопасность: после отверждения смолы химически инертны и допустимы в жилых и промышленных помещениях.
• Контакт с пищей: существуют специальные эпоксидные анкеры с сертификацией для питьевой воды/пищевых производств (указывается в паспорте).

Наружные условия

• Запах обычно некритичен, так как монтаж ведётся на открытом воздухе.
• Экологическая стойкость: большинство винилэстеровых и эпоксидных анкеров адаптированы к атмосферному влиянию.
• Стирол: при наружном использовании запах не столь ощутим, но лучше выбирать безстирольные варианты для снижения токсичного воздействия на окружающую среду.

Срок службы

Внутренние крепления

• Стабильные условия: температура, влажность более-менее постоянны.
• Долговечность: 50+ лет (при нормальных нагрузках) — это стандартный показатель для качественных систем с европейскими сертификациями (ETA).

Наружные крепления

• Агрессивные факторы: УФ, влага, мороз, колебания температуры, возможное воздействие дорожных реагентов и пр.
• Сертификация: предпочтительны анкеры с подтверждением пригодности для наружного применения (Seismic, Outdoor). Производители указывают расчётный срок службы — обычно тоже ~50 лет, при условии правильного монтажа и периодических проверок.
• Регулярная инспекция: особенно актуальна для креплений навесных фасадов, тяжёлых конструкций на большой высоте.

Таблица 2 - Факторы, влияющие на срок службы анкера

Итоговые рекомендации

• Подходят любые химические анкеры (полиэфир, винилэстер, эпоксид) в стандартном исполнении, если температура и влажность соответствуют нормальным условиям.
• Для жилых помещений предпочтительны безстирольные (SF) составы с низким запахом (винилэстер, эпоксид).
• При наличии влаги (бассейны, ванные, подвалы) желательно использовать влагостойкие смолы (винилэстер, эпоксид).

Наружные работы

• Состав должен переносить мороз, прямое солнце, влагу: винилэстер или эпоксид с сертификатами наружной эксплуатации.
• Температура монтажа может быть отрицательной (зимние серии до -20…-25 °C).
• Учитывайте термостойкость при нагреве (полиэфир ограничен ~+50…+60 °C).

• Использовать эпоксидные или эпоксиакрилатные системы, сертифицированные для влажного основания.
• Защищать крепление до окончания отверждения (если возможен прямой контакт с водой).

Срок службы

• Качественные смолы (особенно винилэстер, эпоксид) имеют ресурс 50 лет и более, подтверждённый техническими оценками (ETA).
• Регулярно проверяйте состояние креплений в ответственных и особо нагруженных зонах (фасады, навесные конструкции).

Таким образом, при выборе химического анкера нужно учитывать материал основания и условия эксплуатации. В бетон и камень для максимальных нагрузок берутся капсульные или высокопрочные инъекционные составы (винилэстер, эпоксид). Для кирпича и блоков – только инъекционные, средней вязкости, с гильзами для пустотелых. Для наружных условий – смолы без стирола, стойкие к морозу и влаге (винилэстер, эпоксид), с необходимыми сертификатами. Для внутренних – можно применять более экономичные полиэфирные анкеры при условии достаточной прочности, выбирая безвредные по испарениям. Соблюдение этих технических рекомендаций обеспечит надежное и долговечное крепление в любых условиях эксплуатации.