Анкера для бетона – это специальные крепежные изделия, необходимые для надежной фиксации разных предметов и элементов на бетонных конструкциях. Крепежные элементы используют там, где прочность стен не дает возможности использовать шурупы или гвозди. Обычно таким образом крепят на стены технику, мебель, актуальны они и для монтажа дверей, окон.
Внешне анкер для бетона похож на болт. Выполняется из оцинкованной или нержавеющей стали в форме цилиндра с расширением в виде конуса на конце крепления. Распорная часть после монтажа раскрывается в бетон и обеспечивает максимум плотности между элементами, гарантирует надежность.
Установка анкера для бетона выполняется в отверстие нужного размера. Высокая удерживающая способность анкера обеспечивается силой трения, склеивания с помощью специального состава, взаимодействия упорного элемента с внутренними стенками отверстия.
Принцип работы и применение
Бетон является пористым неоднородным по структуре материалом. И в местах креплений появляются разнообразные усилия – на скручивание, изгиб, сдвиг, срез, сжатие, вырыв. Их бетонный анкер берет на себя, распределяя совместно с несущей конструкцией.
Основные принципы работы анкеров для бетона:
- В момент взаимодействия материала основания и анкера появляется сила трения – распор выполняется дюбелями, металлическими цангами.
- Когда на глубине анкеровки материал дает сопротивление излому или смятию – за счет цанговых втулок на крепеже, изогнутой формы стержня, расширения.
- Нагрузки в месте контакта основания и стержня компенсируются касательными напряжениями при замоноличивании или склеивании – так работают закладные гладкие, клеевые анкера.
Анкера для бетона могут быть разных конструкций, различных видов, размеров. Производятся из специальной стали по ГОСТу, покрываются слоем средства против коррозии. Стержень может быть диаметром 6-20 миллиметров, длиной – до 220 миллиметров.
Любой анкер включает такие части:
- Сам болт
- Конус со слоем резьбы внутри
- Втулка со специальными вырезами
Анкеры выполняют конструктивную либо несущую функцию. Несущая функция реализована в случаях соединения плит перекрытия, балок, колонн, балконных консолей, лестничных площадок и маршей, отделочных и стеновых панелей, инженерного оборудования, коммуникаций, вытяжек, потолочных светильников и т.д. Также анкера применяются для монтажа лаг на бетонные либо пустотные полы. Ими крепят на стены электрооборудование, навесную мебель.
Конструктивный крепеж применяется для противодействия смещению частей узла, если их устойчивость гарантируется собственным весом, также анкера актуальны при рихтовке в строительстве.
Типы и виды анкеров и способы их крепления
Анкера по бетону могут быть самым разными, использовать какую-то одну или несколько действующих сил – упор, межмолекулярная связь в процессе склеивания, трение, изгиб, сжатие и т.д. По назначению анкера для бетона бывают рамными, потолочными, фундаментными и универсальными. По форме – изогнутыми и прямыми, со сборной либо цельной конструкцией.
Поверхность анкера может быть рифленой либо гладкой. Существуют разные типы крепежей в зависимости от площади контакта – те, что используются для пористого материала и для плотного. По способу монтажа анкерный крепеж для бетона может предполагать сквозное соединение, вклеивание, забивание, вкручивание и т.д.
Большое значение имеет материал, из которого сделан метиз. Если это сталь класса прочности 6.8 и выше, покрытая антикоррозийным покрытием, то крепление будет максимально прочным. А вот латунь не выдержит серьезных вертикальных нагрузок.
Распорные
Распорные анкера для бетона обычно применяются с гайками, здесь рабочей является сила трения. Представляют собой небольшую шпильку с резьбой, наконечником в виде конуса и втулкой. Когда крепеж вкручивается в основание, он расклинивается и прочно держит крепеж в монолите.
Основные преимущества таких анкеров: возможность выполнить сквозной монтаж, легкость и простота в установке, прекрасные показатели несущей способности. Клиновые анкера выбирают в основном для плотных бетонов, они погружаются глубоко, второй раз использоваться не могут.
Если на анкерный болт вместо гайки установлен на конце крюк (кронштейн), крепление подходит для навесного оборудования. Клиновые анкеры бывают гильзовыми и втулочными. Такой болт выглядит как втулка со специальными вырезами, на конце может быть выполнен со шпилькой с коническим расширением либо расклинивающей гайкой. Используются для оснований средней и высокой плотности. Небольшая площадь контакта даже при минимальном диаметре изделия дает возможность выдерживать значительные нагрузки.
Анкерный болт с гайкой может быть электроцинкованным (КА), горячецинкованным (КАК), а также обладать кислотостойкой способностью (КАН). Сюда же относят винтовые анкеры, сделанные из нержавейки (RAR).
Забивные
Забивные анкеры для бетона выбирают для плотных бетонов. Это короткие болты с внутренним конусом и метрический резьбой. Крепеж расклинивает основание при вкручивании шпильки или болта в бетон, крепление на поверхность не выступает.
Установка анкеров в бетон с использованием данного типа болтов актуальна при монтаже коробов, потолочных воздуховодов, устанавливают инженерное оборудование. Перед тем, как забить анкер в бетонную стену, сверлят соответствующее отверстие. Потом забивают метиз, кернером-ободком расклинивают его, вкручивают резьбовой стержень нужной длины.
К данному типу анкеров относятся дюбель-гвоздь, потолочный анкер. Удобно крепить на них подвесы, рейки, потолки Армстронг. Часто крепеж применяют в качестве противопожарного или антивандального, так как болт несъемный.
Рамные
Используются для раскрепления дверных и оконных коробов. Гильза выполнена с разрезом по длине, небольшая расклинивающая гайка в процессе затягивания хорошо поджимает к проему конструкцию, доводя до нужного положения. Для защиты от смещений и проворачивания вокруг собственной оси вверху гильзы есть упоры.
Саморезы по бетону
Здесь надежность соединения обеспечивается резьбой, выполненной по всей длине болта. В процессе вкручивания в бетонное основание создается мощное сопротивление на вырыв либо сдвиг изделия. Поэтому при использовании данного типа крепежа наблюдается очень высокая несущая способность. Саморез способен легко принять до 100 килограммов нагрузки, очень надежен в эксплуатации и просто в монтаже.
Разжимные
В обиходе такой тип анкеров называется «бабочка» (он же болт Молли). Используется для монтажа карнизов, полок, светильников, картин и других элементов в пустотелые конструкции с небольшой несущей способностью. Цанга на винте или болте выполнена в виде расклинивающейся юбки, которая в процессе вкручивания стержня в основание упирается во внутреннюю часть полости основания. По внешней стороне цанги в бетон углубляются специальные шипы, которые не позволяют болту смещаться либо проворачиваться в момент установки.
Химический анкер
Анкерный болт для бетона выполнен в формате полужидкой массы, которая быстро твердеет. Именно этой массой болт или шпилька вклеиваются в монолит. Благодаря составу удается обеспечить надежную связь основания и болта без локальных либо точечных напряжений, но с равномерным распределением нагрузки по всей длине крепежа.
Химические анкера для бетона вообще не провоцируют внутреннего напряжения, существенно уменьшая риски разрушений и деформаций.
Применение анкерного болта
Механические анкера хороши для малопористых оснований. Химические же модели незаменимы для материалов, с обилием газовых капсул, к примеру, ячеистых видов бетона.
Установка анкерного болта
Если ориентироваться на строение крепежки:
-Болт с крюком или кольцом хорош для фиксации шарнирных систем, предметов на тросах и цепях. Важна возможность снять предмет с болта для переноса на новое место, или помыть и повесить обратно.
-Болт с гайкой берут для плотных и монолитных оснований, поскольку в пористых и мягких материалах распорная система крепежа не эффективна. Гайка отлично держит ворота и лестницы, фиксирует кабеля и трубопроводы. В быту анкерный болт по бетону пригодится для периодически демонтируемых конструкций. Таковыми являются дверные проемы, навесные потолки.
-Клиновые болты тоже используют в плотных и монолитных основаниях, как капитального строительства, так и частных подворий. На клинья крепятся рекламные щиты к фундаментам, плакаты к фасадам домов, складские консоли к стенам и световая арматура к потолкам. В быту клиновые болты часто применяют при монтаже боксерских груш и домашних спортивных уголков.
-Анкера-шпильки удерживают ограждения потолков и перегородок, несущие консоли, мачты, кабеля и антенны.
Некоторые виды анкеров для плотных оснований подразделяются на те, что годны для истинных монолитов и тех, что дали трещины. Болт-шпилька, к примеру, бывает категории HAS и HST. Модели последней позволяют надежно фиксировать предметы к трещиноватому бетону и делать сквозные крепления. Это увеличивает «вес» анкерных болтов HST в глазах строителей.
Нюансы применения анкеров зависят от их массы, размера, материала. Бывают, к примеру, латунные или стальные болты. Если крепежка сделана из сплава железа и относится к размеру «М-6», она выдержит до 2,8 килоньютонов на вырывание. На срез анкер будет противостоять 3,6 килоньютонам.
Как правило, эксплуатационные характеристики анкерных болтов указаны на их упаковке. Остается правильно рассчитать силы напряжения в стенах и потолках. Если не уверены в способностях к точным наукам, лучше заказать расчеты у профессионалов или подстраховаться, взяв максимально надежные крепежки. Они, как видно, пригождаются в большинстве сфер строительства, раз выдерживают даже несущие конструкции типа потолочных балок.
Размеры и характеристики анкерных болтов
Прежде, чем решить, какой анкер лучше для бетона в выполнении конкретных задач, необходимо рассмотреть не только разнообразие конструкций, но и размеры, ведь крепежи могут быть различной длины, диаметра.
Классификация анкеров по размеру:
- Малые – сечение до 8 миллиметров/длина до 55
- Средние анкера – до 12/120 миллиметров
- Крупные – с максимальными размерами диаметра 24 и длины 220 миллиметров
Анкерный болт для бетона размеры может иметь разные: характеристики определяются тремя показателями. Так, если расшифровать маркировку М8 10/60-115, то это будет: диаметр резьбы анкера М8, внешний диаметр 10 (именно с таким диаметром сверлится отверстие для крепежа, это диаметр сверла), длина анкера – 115 миллиметров, примерная толщина элемента, который планируется укрепить – 60 миллиметров.
Все технические характеристики анкеров указываются в таблице, это могут быть вес, максимальный крутящий и допустимый изгибающий момент, минимальная вырывающая сила, оптимальные нагрузки, расстояние между осями и до края и т.д. В соответствии со всеми этими параметрами выбирают подходящие изделия и выполняют качественное крепление к бетону анкерами.
Конструкция анкера с болтом
Анкерный болт — самостоятельное изделие, состоящее из нескольких элементов. Достаточно иметь крепеж с размером, отвечающим расчетам, прикрепляемый элемент, рабочую поверхность и соответствующий ручной инструмент.
Дополнительного крепежа для узла не требуется. Это отличное преимущество перед сборными креплениями, где нужно еще подбирать размер одного элемента к другому.
Конструкция анкерного болта проста и состоит из:
- болта, крепежного изделия с метрической резьбой за счет чего анкер и ввинчивается в подготовленное отверстие;
- шайбы плоской, позволяющей распределять нагрузку на большую поверхность при затягивании болта;
- конусной части, которая при ввинчивании болта поднимается вверх по резьбе и способствует распиранию трех крыльев втулки;
- распорной втулки — цилиндрического элемента, который при распирании вживается в материал основания.
Инструкция по монтажу
До того, как закрепить анкерный болт в бетоне, необходимо подготовить инструменты. Для выполнения работ понадобятся: гаечный ключ, строительный пылесос, дрель с функцией перфоратора или перфоратор, сверло по бетону, молоток.
Сверление
Сначала основание аккуратно размечают под будущие места сверления. Здесь нужно все сделать максимально точно, так как после монтажа вытащить анкерный болт из бетона не представляется возможным – фиксация очень крепкая. Далее по разметке в бетоне сверлят отверстия нужной длины (измеряют по распорной части болта), устанавливая ограничитель на буре.
Расстояние от края стены минимум в 2.5 раза должно превышать глубину отверстия. Далее отверстия нужно очистить пылесосом, сжатым воздухом из баллончика, грушей из резины. Если удалить крошку без остатка не получилось, можно углубить отверстие на 1-2 сантиметра.
Монтаж анкера с гайкой
Распорная часть болта вставляется в основание, вбивается молотком до полного погружения в бетон (чтобы края были заподлицо со стеной). Потом вставляют резьбовую шпильку либо болт, гайку затягивают, крутя столько, сколько нужно, чтобы проворачивание дальше осуществить было невозможно.
Заранее желательно узнать, как пользоваться конкретным типом крепежа. Производители могут устанавливать максимальное усилие закручивания – в таких случаях понадобится динамометрический ключ. Затягивание до упора в работе с некоторыми основаниями (газобетон, пенобетон) может стать причиной деформации и разрушения материала.
Монтаж химического анкера
Чтобы установить химические крепежи в бетон, нужен чуть измененный набор инструментов: понадобятся перфоратор, гаечный ключ, строительный пылесос, а также резьбовые шпильки, клей или капсулы, монтажный пистолет. Для большого количества крепежей выбирают клей, выбор капсул (ампул) актуален там, где планируются небольшие объемы работ.
Сначала размечают основание, сверлят и очищают отверстия. Перед заливкой в бетон клеящего раствора желательно вкрутить сетчатую гильзу, благодаря которой химическое вещество задержится внутри. Потом нужно заполнить отверстия на 2/3 клеем (используя монтажный пистолет) либо установить капсулы, вставить шпильку, постепенно вкручивая ее для равномерного распределения клеящего вещества. Теперь нужно подождать, пока клей высохнет и лишь потом закручивать гайку ключом.
Виды анкерных болтов и сферы их применения
Такое крепежное изделие, как анкерный болт, представлено на современном строительном рынке в различном конструктивном исполнении. Наряду с универсальными крепежными изделиями подобного типа, производители выпускают анкерные болты, предназначенные для решения узкоспециализированных монтажных задач.
Чтобы правильно выбрать крепеж данного типа, необходимо не только хорошо разбираться в его разновидностях, но и знать, какие виды анкеров применяются в тех или иных случаях. Рассмотрим наиболее популярные виды анкерных крепежных элементов, сферы их применения и обоснованность их выбора в конкретной ситуации.
С гайкой
Это наиболее простой анкер, состоящий из резьбовой шпильки с конусообразным нижним концом, распорной втулки с продольными боковыми прорезями и гайки, при помощи которой такой болт фиксируется в посадочном отверстии. Принцип действия такого крепежного приспособления достаточно прост: вся его конструкция помещается в предварительно подготовленное отверстие, диаметр которого должен соответствовать поперечному размеру распорной втулки; при закручивании гайки резьбовой элемент начинает втягиваться в отверстие распорной втулки, разжимая ее своим конусным наконечником. Таким образом, увеличившаяся в диаметре распорная втулка обеспечивает надежное крепление анкерного болта в посадочном отверстии.
Анкерные болты изготавливаются из различных сталей для крепления в сухих местах, с повышенной влажностью и для использования в агрессивных средах
Современная промышленность выпускает анкерные болты, оснащенные гайкой, в широком диапазоне размеров. Так, минимальный диаметр таких крепежных изделий соответствует 6 мм, а максимальный может доходить до 28 мм. Что касается длины, то она может находиться в интервале 60–300 мм. Выбирая такой анкер, следует иметь в виду, что эффективным он будет лишь в тех случаях, когда крепление с его помощью выполняется в строительных материалах с плотной внутренней структурой (сюда относится бетон, природный камень, полнотелый кирпич и др.).
С крюком
Анкерный болт данного типа отличается от предыдущего только тем, что его верхнюю часть венчает не прямолинейный резьбовой конец, а крюк, обеспечивающий удобство монтажа различных навесных изделий. Гайка, также используемая в конструкции такого анкера и расположенная непосредственно под его крюком, необходима только для того, чтобы обеспечить разжимание распорной втулки и, соответственно, ее надежную фиксацию в стене или любой другой строительной конструкции.
Технические параметры анкерных болтов с крюком (нажмите для увеличения)
Основное удобство этого анкерного болта заключается в том, что закрепленный на его крюке предмет можно снять в любой момент, если в этом возникла необходимость. Анкеры данного типа чаще всего используют для монтажа светильников и люстр, крепления к поверхности стен нагревателей воды и других бытовых устройств.
С кольцом
От предыдущего такой анкер отличается тем, что его верхнюю часть венчает не крюк, а кольцо или полукольцо. При этом принцип, по которому он работает, аналогичен действию анкерных болтов двух предыдущих типов. Кольцо, которым заканчивается верхняя часть такого крепежа, очень удобно использовать для монтажа различных предметов и элементов конструкций.
Анкерный болт с кольцом защищается антикоррозийным покрытием белого или желтого цвета
Размеры конструкционных элементов анкерного болта с кольцом могут быть различными. Он успешно используется для навешивания различных предметов к потолочным конструкциям, с его помощью очень удобно выполнять различные растяжки, крепить тросы, цепи, кабельные трассы, строительные леса и др.
Двухраспорные
Такие анкеры отличаются от обычных распорных тем, что в их конструкции имеется сразу две втулки, разжимающиеся в процессе закручивания резьбового элемента. Принцип действия двухраспорных анкерных болтов заключается в том, что при закручивании винта одна из распорных втулок входит во вторую, разжимая ее. При этом первая втулка, в которую вкручивается винт, разжимается тоже. За счет большей площади сцепления со стенками посадочного отверстия, обеспечиваемой таким анкерным болтом, использовать его можно для выполнения монтажа в пористых и даже пустотелых строительных материалах.
Разновидности двураспорных анкеров
Клиновые
Анкеры клинового типа из-за своей высокой стоимости не нашли широкого применения ни в строительстве, ни при выполнении ремонтных работ. Их цена объясняется сложностью их конструкции, которую можно оценить даже по фото. Винт такого анкерного болта при завинчивании воздействует на свободно передвигающийся по внутренней части отверстия в распорной втулке клиновой элемент. Именно последний, оказывая давление на распорную втулку изнутри, обеспечивает ее максимальное разжимание.
Анкер-болт клинового типа считается модернизацией стандартного анкера
Забивные
За разжимание распорной втулки анкерного болта, конструкция которого в корне отличается от устройства всех вышеперечисленных, отвечает не винт, а специальное ударное устройство, которое часто называют просто гвоздем. Процесс крепления такого анкера в строительной конструкции выглядит следующим образом. В посадочное отверстие в строительной конструкции помещается только втулка, которую разжимают посредством воздействия на нее специального ударного элемента. После надежной фиксации распорной втулки в отверстии ударный элемент из нее извлекается и вместо него вкручивается болт или шпилька, на которые и навешивается фиксируемый предмет.
Размеры и параметры забивных анкеров (нажмите для увеличения)
С шестигранной головкой
Основным элементом крепежа данного типа является обычный болт, который вставляют в имеющее конусообразную форму отверстие в распорной втулке. Расширяя отверстие, анкерный болт тем самым разжимает лепестки распорной втулки, обеспечивая ее надежную фиксацию в посадочном отверстии. Разновидностью таких крепежных изделий являются анкеры, на верхней части которых выполнены прорези под крестовую отвертку. С учетом того, что отвертка не может обеспечить таких усилий, как гаечный ключ, анкеры подобного типа изготавливаются только небольших размеров (их диаметр, как правило, не превышает 12 мм).
Параметры анкерных болтов с шестигранной головкой (нажмите для увеличения)
Таким образом, на современном рынке представлены самые разные виды анкеров. Основным требованием к ним является высокая надежность крепления, поэтому выбирать их следует с учетом не только размеров и массы фиксируемого предмета, но и прочностных характеристик материала строительной конструкции и ряда других параметров.
Плюсы и минусы применения
Основные преимущества использования анкерных болтов для бетона – максимальная надежность и прочность конструкций. Анкеры могут выдерживать огромные нагрузки, гарантируют качественное крепление в бетоне с характеристиками, которых не удастся добиться с использованием других типов крепежей.
Основные преимущества анкеров для бетона:
- Устойчивость к деформациям и коррозии
- Легкость, простота и высокая скорость монтажа
- Стойкость к динамичным и статичным нагрузкам разного типа
- Большой выбор анкеров по длине, диаметру, типу крепления, нагрузке, функциям, форме, материалу и т.д.
Подобрать анкерный болт для реализации той или иной задачи не составит труда. Явных недостатков у данного типа крепежа нет. Разве что нужно вспомнить про некоторые особенности: важность точности разметки, правильного подбора сверла для бетона и определения глубины отверстия, необходимость использования определенного набора инструментов.
Виды разрушений
Исходя из практики, для анкерных болтов важны два вида расчетных нагрузок: на вырыв и на срез. Под прочностью на вырыв, который сопровождается растяжением крепежа, подразумевается устойчивость к разрушению бетона по конусу и краю; вырыв анкера из отверстия или разрушение стального тела анкера.
Сдвиг крепежа происходит, когда нет достаточной прочности на срез и сопровождается разрушением бетона по краю и под действием рычага, а также разрушение по стали.
Из-за действия каких сил крепеж теряет свою функциональность? В природе и, соответственно, в физике различают нагрузки на статические и динамические.
Статические нагрузки отражают влияние собственной массы узла. Динамические нагрузки, постоянные или переменные по величине, отличаются в зависимости от точки приложения и длительности по времени.
Примеры статической нагрузки: собственный вес элементов, конструкций, вес дополнительного груза в виде снега, прилегающий детали; а наиболее серьезную динамическую нагрузку представляет вибрация — например, от работающего оборудования, примыкающего к стене, где установлен анкерный болт.
Для пенобетона
Пенобетон сегодня используется во многих сферах ввиду плохой горючести, низкой плотности, прекрасных теплоизоляционных свойств и стойкости к перепадам температуры материала. Структура пеноблока представляет собой большое количество застывших пузырьков. Для крепежа материала могут использоваться винты, дюбеля, саморезы. Самый высокий уровень надежности крепления пеноблока обеспечивают пластиковые и химические анкера.
Как установить анкерный болт в бетон
Весь процесс достаточно простой, главное – верно выполнить замеры и максимально точно все реализовать. Но есть несколько нюансов, которые необходимо учитывать.
Практические советы по установке анкеров в бетон:
- На показатель прочности крепежа влияет не только анкер, но и качества материала основания (бетона в данном случае), правильная подготовка к монтажу, учет материала прикрепляемой конструкции и конструкции самого болта.
- Если на стену нанесен слой отделки, отверстие должно быть глубже, так как отделка обычно обладает меньшей прочностью, чем бетон.
- Сверло желательно брать на 0.5 миллиметра тоньше диаметра будущего отверстия.
- При работе с перфоратором лучше всего применять наконечник из специального твердосплавного материала.
- Внимательно читать инструкцию – на упаковке с анкерами должны быть указаны допустимое усилие и максимальное число оборотов.
- Вкручивая анкер в пенобетон или газобетон, ни в коем случае не крутить до упора, так как материал может разрушиться.
Вечный крепеж: дюбель для бетона
Дюбель – это распорный элемент, выполненный из полипропилена или нейлона, который по функции и особенностям работы схож с анкером. Самостоятельно не используется, крепится в бетоне специальными гвоздями или саморезами. Для упрочнения фиксации часто выполняется с шипами или усиками.
Данный тип крепления используется там, где нет слишком больших нагрузок на бетон – крепление полок, крюков для телевизоров, осветительных приборов. В стену из бетона дюбели забивают молотком, саморезы вворачивают шуруповертом или отверткой. Для вбивания гвоздей также понадобится обычный молоток.
Можно также встретить дюбель-гвозди, предназначенные для использования с механическим пистолетом. Крепеж в бетоне выполняют металлическим, внешне он чем-то напоминает пулю. Актуален там, где нужно подвесить большое количество предметов небольшого размера.
Нагель по бетону: быстро, но прочно
Нагели – это шурупы по бетону, которые чаще всего используются для обустройства крепежа возле краев бетонной стены. Крепеж не требует дополнительной фиксации, вкручивается в отверстие, куда предварительно заливают немного эпоксидного клея. Сверлить отверстия не обязательно – нагель может вкручиваться прямо в бетонную стену. Если же отверстие в бетоне все равно нужно делать, то лучше выбрать дрель (перфоратор может повредить стену).
Вкручивают шуруповертом – и после этого нагель выкрутить обратно уже невозможно. Поэтому предварительную разметку нужно выполнять особенно тщательно.
