Можно ли использовать клиновые анкеры в растрескавшемся бетоне? Практическое техническое руководство

Можно ли использовать клиновой анкер в растрескавшемся бетоне? Прямой ответ

Клиновой анкер можно использовать в бетоне с трещинами только в том случае, если анкер прошел испытания на соответствие критериям бетона с трещинами. Без этой квалификации механизм расширения сталкивается с базовым материалом, который не может обеспечить такую ​​​​же силу реакции, что приводит к снижению несущей способности и непредсказуемому движению.

Ультраклиновой анкер для крепления высокопрочного бетона Распорный анкер для тяжелых условий эксплуатации, предназначенный для применения в строительных конструкциях, но требует квалификации для бетона с трещинами. При оценке надежности в условиях трещин учитывайте таблицы нагрузок и варианты материалов. Посмотреть продукт →

Наличие трещины не делает установку невозможной. Проблема в надежности. Клиновой анкер — это анкер расширения, а не химическая связь. Его производительность зависит от механического давления между распорным зажимом и бетонной стеной. Когда бетон трескается, стена теряет жесткость и может двигаться. Якорь может еще удерживаться в течение короткого времени, но при длительной или циклической нагрузке работоспособность не может быть гарантирована без соответствующей оценки.

С инженерной точки зрения вопрос не в том, можно ли вставить резьбовое тело в отверстие в растрескавшемся бетоне. Вопрос в том, сможет ли анкер устойчиво передавать расчетную нагрузку после растрескивания бетона. По этой причине в нормах и системах одобрения анкеры разделяются на категории бетона с трещинами и бетона без трещин.

Как клиновой анкер развивает удерживающую силу в прочном бетоне

Клиновой анкер состоит из резьбовой шпильки с распорным зажимом, закрепленным возле нижнего конца, шайбы и гайки. Зажим имеет коническую форму, поэтому затягивание гайки тянет шпильку вверх и выталкивает зажим наружу, прижимая его к просверленному отверстию.

В прочном бетоне стенка отверстия прочная, сплошная и ограничена окружающим материалом. Распорный зажим создает два вида сопротивления: трение вдоль контактных поверхностей и механическое воздействие на неровности бетона. Эти два действия обеспечивают натяжение якоря.

Прочность бетона на сжатие оказывает непосредственное влияние на этот процесс. Более твердый бетон более эффективно сопротивляется внедрению зажима. Однако даже высокопрочный бетон можно оценить как без трещин или с трещинами в зависимости от расчетных условий. Высокая прочность на сжатие не превращает анкер без трещины в бетонный анкер автоматически.

Что означает «надежный бетон» при проектировании анкеров

В документах по утверждению анкеров под прочным бетоном обычно подразумевается бетон без трещин, или растрескивание ограничивается микротрещинами усадки, не считающимися структурно значимыми. Таблицы расчетов анкеров разработаны на основе испытаний бетонных блоков, не имеющих трещин в месте расположения анкера. Эти таблицы остаются действительными только в том случае, если состояние установки соответствует этому предположению.

Также важно понимать, что после установки могут образоваться структурные трещины. Термическое движение, усадка, осадка фундамента, нагрузки на прикрепленный элемент и землетрясения могут привести к образованию трещин, которые проходят через зону анкера. Поэтому исходное состояние бетона не всегда является надежным индикатором будущих условий.

Что меняется, когда трещина достигает места крепления

Когда трещина пересекает анкерное отверстие, бетон, окружающий расширительный зажим, больше не действует как единое твердое тело. Две стороны трещины могут разделяться, закрываться и скользить. Когда трещина открывается, нормальная сила между зажимом и бетоном уменьшается. Это уменьшает трение и ослабляет механическую блокировку.

Наиболее важным параметром является ширина трещины. Очень узкая трещина толщиной 0,1 мм уже приводит к заметной потере жесткости. При 0,3 мм снижение емкости становится существенным. Стандартные распорные анкеры толщиной 0,5 мм и более могут быть недопустимы в соответствии с нормами проектирования, если это специально не одобрено.

Движение трещины также имеет значение. Статическая трещина, которая остается закрытой после установки, все равно может снизить производительность. Трещина, которая открывается и закрывается в результате циклов нагрузки, более требовательна, поскольку зажим должен повторно расширяться после каждого движения, чтобы сохранить силу зажима.

На практике это означает, что анкер, выбранный вблизи номинального предела в бетоне без трещин, может оказаться перенапряженным при появлении трещины. Проектировщикам следует либо выбрать анкер, пригодный для использования в бетоне с трещинами, либо использовать более низкое значение нагрузки, полученное в результате испытаний бетона с трещинами.

Допуск к растрескиванию бетона: квалификация ICC-ES и ETA

Чтобы доказать, что анкер-клин подходит для бетона с трещинами, необходима независимая оценка. В Северной Америке это обычно означает критерии оценки ICC-ES AC193, которые ссылаются на ACI 318. В Европе маршрут ETA соответствует ЕАД 330232-01-0601 или более раннему руководству TR029.

Анкер, одобренный для бетона с трещинами, был установлен в бетоне с искусственно созданной трещиной, и во время испытаний эту трещину циклически открывали и закрывали. Это гораздо сложнее, чем простое испытание на растяжение цельного блока. Поэтому якорь только с неповрежденными бетонными данными заменить нельзя.

При просмотре основной страницы продукта найдите фразу «треснутый бетон» в отчете об оценке или в технических характеристиках. Если в отчете указана только емкость бетона без трещин, считайте, что продукт подходит только для бетона без трещин.

Условия, позволяющие использовать клиновой анкер в растрескавшемся бетоне

Бывают случаи, когда правильно одобренный клиновой анкер является практичным и надежным решением в случае трещин в бетоне. Эти условия основаны на отчете об оценке и характере зоны трещин.

Кроме того, анкер следует располагать так, чтобы зона расширения не находилась непосредственно внутри открытой трещины. Во многих проектах местоположение трещины неизвестно до тех пор, пока отверстие не будет просверлено. Если просверленное отверстие пересекает трещину, ширина которой превышает допустимое значение, стандартной практикой является перемещение анкера или выбор альтернативного анкера.

Метрический клиновой анкер с возможностью глубокой заделки Клиновой анкер метрического размера, увеличенной длины и диаметра для увеличения краевого расстояния. Полезно для смягчения последствий трещин при квалификации и использовании пониженных значений нагрузки. Посмотреть продукт →

Краевое расстояние и расстояние также должны быть увеличены. Трещины вблизи свободного края еще больше снижают ограничивающий эффект. Удвоение краевого расстояния является распространенным способом смягчения последствий, когда предельные состояния для конкретного проекта не определены. Метрические клиновые анкеры доступны в различных длинах и диаметрах, что позволяет проектировщику выбрать более глубокую заделку и больший размер корпуса. Это не превращает изделие без трещин в изделие с трещинами, но помогает, если анкер прошел квалификацию и используются более низкие значения нагрузки на бетон с трещинами.

Этапы установки, которые сохраняют работоспособность в растрескавшемся бетоне

Качество установки становится более важным, когда основание треснуто или может треснуть. Небольшое отклонение в диаметре отверстия или процедуре очистки может превратить качественный анкер в ненадежный.

1. Осмотрите бетонную поверхность и определите видимые трещины. Отметьте зоны, где трещины проходят на расстоянии, в пять-десять раз превышающем диаметр анкера.
2. Выберите правильный размер сверла для клинового анкера. Отверстие слишком большого размера невозможно исправить с помощью более высокого крутящего момента, а отверстие меньшего размера может повредить бетон во время установки.
3. Сверлите перфоратором или перфоратором, держа сверло перпендикулярно. Избегайте бокового давления, которое может сломать край отверстия.
4. Тщательно очистите отверстие. Используйте проволочную щетку на всю глубину, затем выдуйте оставшуюся пыль. Этот шаг часто пропускают, но он оказывает большое влияние на растрескавшийся бетон, поскольку пыль ухудшает сцепление расширительного зажима.
5. Вставляйте клиновой анкер до тех пор, пока отметка глубины на анкере не достигнет поверхности бетона. Используйте минимальная глубина установки клиновых анкеров перед применением окончательного крутящего момента.
6. Затяните гайку моментом затяжки, указанным в инструкции производителя. Не затягивайте слишком сильно, пытаясь компенсировать слабое сцепление, поскольку чрезмерное затягивание может привести к появлению новых микротрещин вокруг отверстия.

Для точных настроек используйте динамометрический ключ. Если анкер находится в месте с активной трещиной, проверьте ширину трещины перед затягиванием и еще раз после установки. Внезапное увеличение ширины трещины во время нагрузки является предупреждением о том, что анкер не зацепляется должным образом.

Время также имеет значение. Бетон, который еще не затвердел, с большей вероятностью получит микротрещины вокруг распорных анкеров. Клиновые анкеры не следует устанавливать в сырой бетон, если это не разрешено одобрением анкера.

Глубина заделки и значения нагрузок для растрескавшегося бетона

Значения нагрузок в таблицах бетона без трещин недействительны при наличии трещины. Приведенное ниже сравнение является ориентировочным и предназначено для того, чтобы показать, насколько можно уменьшить нагрузку на обычный клиновой анкер из углеродистой стали. Точные значения зависят от продукта, размера резьбы, крепления, прочности бетона и применимого отчета об оценке.

Сокращение – это не просто фактор безопасности. Это результат нагрузочных испытаний с контролируемыми трещинами. Всегда обращайтесь к конкретному отчету об оценке устанавливаемого анкера. Более длинная заделка обычно обеспечивает более высокую абсолютную пропускную способность, поэтому проектировщики часто ищут наибольший практичный диаметр и глубину в бетоне с трещинами. Более полную информацию см. в нашем Таблица грузоподъемности клинового анкера .

Чем клиновые анкеры отличаются от других анкеров в растрескавшемся бетоне

Клиновые анкеры — не единственный вариант механического крепления для растрескавшегося бетона. В таблице ниже сравниваются основные категории, встречающиеся в строительных и промышленных проектах.

Среди этих вариантов хорошим выбором остается квалифицированный клиновой анкер, поскольку он не требует времени для отверждения, может быть немедленно нагружен и его легко проверить после затяжки. Основным ограничением является ширина трещины и необходимость достаточного количества бетона вокруг анкера.

Клеевые системы ведут себя по-разному. Они сцепляются с бетоном по всей длине склейки, поэтому трещину, пересекающую линию склейки, все равно можно перекрыть. Это делает клеи привлекательными, когда рисунок трещин неопределенен или когда анкеры необходимо размещать близко к краю. Однако не каждый клей одобрен для использования в растрескавшемся бетоне.

Распространенные ошибки при использовании клиновых анкеров вблизи трещин

• Выбор клиновых анкеров по диаметру или цене без проверки пригодности к растрескиванию бетона.
• Предполагается, что видимая трещина не расширится после приложения нагрузки.
• Установка анкера непосредственно в трещину шириной, превышающей проверяемое значение.
• Уменьшение расстояния до края до нуля путем размещения анкера рядом с углом с существующей трещиной.
• Использование момента затяжки со стола без трещин, не читая примечаний производителя для бетона с трещинами.
• Очистка отверстия только сжатым воздухом и пропуск этапа чистки.
• Игнорирование требований по цикличности сейсмических трещин при расположении сооружения в сейсмической зоне.
• Использование значения выдергивания без трещин для расчета конструкции крепления после растрескивания бетона.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли установить стандартный клиновой анкер в растрескавшийся бетон?

Его можно установить физически, но установка не соответствует нормам, если анкер не соответствует требованиям к треснутому бетону. Анкер может выдерживать небольшую нагрузку, но номинальная нагрузка не может быть оправдана без результатов испытаний на растрескавшийся бетон.

Какая ширина трещины приемлема для клиновых анкеров?

Обычно 0,3 мм для стандартной квалификации бетона с трещинами. Некоторые сейсмические сертификаты распространяются на толщину до 0,5 мм. Прежде чем приступить к проектированию, подтвердите класс ширины трещины в отчете ETA или ICC-ES.

Делает ли более глубокая заделка клиновой анкер подходящим для растрескавшегося бетона?

Нет. Более глубокая заделка увеличивает пропускную способность и может вывести зону расширения за пределы поверхностной трещины, но квалификация основана на испытаниях, а не на геометрии. Если анкер не одобрен для использования в растрескавшемся бетоне, увеличение глубины заделки не дает такого одобрения.

Можно ли использовать клиновые анкеры в бетоне с сейсмическими трещинами?

Только в том случае, если анкер прошел оценку в условиях циклического воздействия сейсмических трещин и в проекте используются коэффициенты снижения прочности бетона с трещинами. Сейсмические требования требуют дополнительных проверок расстояния, краевого расстояния и пластичности.

Когда следует выбирать клеевой анкер вместо клинового анкера?

Когда ожидается, что трещины превысят допустимую ширину, когда бетонное покрытие небольшое или когда направление нагрузки и геометрия требуют большой длины склейки. Выберите клеевую систему с собственным одобрением для трещин в бетоне для тех же условий основания.