В последнее время на рынке клеевых анкеров наблюдается заметный рост количества как отечественных, так и зарубежных производителей, которые предлагают разнообразные решения для крепления конструкций. Это является как возможностью, так и вызовом для проектировщиков и строителей, которым приходится выбирать наиболее надежный продукт из множества предлагаемых на рынке.
С появлением новых производителей становится все сложнее определить, какой анкер действительно надежный и соответствует требованиям безопасности и долговечности. В свете этих перемен оценка надежности анкерных креплений становится более важной, чем когда-либо.
В данной статье на примере российского химического клеевого анкера UTECH HITRE 500 мы рассмотрим процесс определения нормативных значений прочностных характеристик, необходимых для проектирования и расчета анкерных креплений.
Создатель рецептуры химического анкера UTECH, компания ООО «АСП-Групп», вела разработку продукта с 2022 года. В серийное промышленное производство эпоксидный анкер поступил в 2023 году под брендом UTECH, модель HITRE 500. Производство расположено в г. Ивантеевка Московской области на площади около 1000 кв. м.
Нормативная база для определения несущей способности клеевых анкеров.
На несущую способность клеевых анкеров оказывают влияние множество факторов, таких как: температура основания при монтаже и во время эксплуатации, наличие трещин в бетонном основании, качество очистки отверстий перед установкой, а также длительное и циклическое действие нагрузок.
Для точного определения влияния этих факторов на характеристики анкеров необходимо провести специализированные испытания в лабораторных условиях. В Российской Федерации эти процессы регламентируются нормативным документом СТО 05156706-001-2019 «Анкерные крепления к бетону с применением клеевых анкеров. Правила установки нормируемых параметров», который определяет выбор программы испытаний, а также методику обработки результатов. В свою очередь сами методы испытаний описаны в стандарте ГОСТ Р 58387–2019 «Клеевые анкеры для крепления в бетон. Методы испытаний». Важно отметить, что в область применения данных стандартов включена только оценка технических характеристик клеевых анкеров, воспринимающих статические и квазистатические нагрузки.
В соответствии с СТО, если анкер не имеет действующей ЕТА (Европейская техническая оценка), необходимо проводить полную программу испытаний продукции, которая включает не менее 25 серий. Только таким образом можно получить достоверные технические данные о продукции.
Сертификационные испытания клеевых анкеров.
Какие же проверки проходит анкер в ходе лабораторных сертификационных испытаний?
Базовое нормативное сцепление.
Сначала проводится серия базовых испытаний анкера на вырыв в бетоне без трещин при нормальной температуре основания и определяется базовое нормативное сцепление анкера. Затем проводят ряд специальных серий испытаний, о которых мы подробнее расскажем далее.
Влияние температурных условий эксплуатации.
Важной частью программы испытаний является оценка работы клеевых анкеров при различных температурах основания. При эксплуатации температурные изменения могут значительно влиять на несущую способность клеевых анкеров. Перепады температур могут вызвать тепловые расширения и сжатия материалов, что может привести к повреждениям соединений и ухудшению их характеристик. Кратковременное и длительное повышение температуры базового материала может привести к значительному снижению прочности сцепления. Именно поэтому так важно в условиях лабораторных испытаний определить реальное поведение химического анкера при различных температурах, а также при их циклическом изменении в течение длительного периода времени.
Как же проводятся лабораторные испытания?
Испытания при максимальной кратковременной температуре эксплуатации выполняются в следующей последовательности: анкер устанавливается в бетонное основание при нормальной температуре окружающей среды, далее испытываемый образец нагревается до максимальных значений кратковременной температуры, указанной производителем, и выдерживается в течение 24 часов, после чего выполняется испытание на вырыв.
При испытании на максимальную длительную температуру эксплуатации после установки анкера к нему прикладывают постоянную растягивающую нагрузку и выдерживают образец при заданной температуре не менее 3 месяцев. По истечении этого срока проводят испытание на вырыв.
Метод испытания клеевого анкера на циклическое изменение температуры заключается в испытании анкера на вырыв после 50 циклов замораживания и оттаивания при постоянном действии растягивающего усилия.
Длительные испытания под нагружением.
Для гарантированной долговечности клеевого анкера необходимо провести анализ его работы на протяжении продолжительного времени эксплуатации, а также в условиях циклически изменяющихся нагрузок. Важно оценить возможное снижение несущей способности, а также проанализировать перемещения анкера, которые могут повлиять на корректную работу узла анкерного крепления.
Мы ранее упоминали про испытания на максимальную длительную температуру эксплуатации, однако определение остаточной прочности анкера после испытания является не единственным критерием оценки. По результатам испытаний также проводится регрессионный анализ деформаций анкера в зависимости от времени, который позволяет методом экстраполяции определить деформацию анкера через 50 лет. Испытания на повторную нагрузку, имитирующие длительный срок службы крепления, заключаются в приложении 105 циклов синусоидальной растягивающей нагрузки с последующей оценкой остаточной несущей способности анкера.
Работа клеевого анкера при наличии трещин в бетонном основании.
Еще одним важным фактором, влияющим на несущую способность анкера, является наличие трещин в бетонном основании, а также ширина их раскрытия.
В общем случае при расчете анкерных креплений следует учитывать возможность образования трещин в бетонном основании, поэтому в рамках программы испытаний осуществляется проверка влияния раскрытия трещин до 0,5 мм, а также оценка работы анкера при действии циклической нагрузки, вызывающей изменение ширины раскрытия трещины от 0,1 до 0,3 мм
Значения нормативного сопротивления анкера, полученные по результатам специальных серий испытаний сравниваются с контрольными значениями базовых серий и рассчитываются понижающие коэффициенты, которые учитываются при определении итогового нормативного сцепления клеевого анкера.
Проверка влияния качества очистки отверстия в основании.
На прочность клеевых анкеров большое влияние оказывает качество очистки отверстия в основании перед установкой, а также степень влажности бетона. Бетонная пыль на стенках отверстия создает барьер между анкером и поверхностью бетона, что снижает адгезию и, как следствие, несущую способность.
Обязательная программа испытаний клеевых анкеров включает в себя оценку несущей способности анкера при нарушении процедуры очистки отверстий. При данной проверке изучается влияние сокращения числа операций по очистке в сухом бетоне, установка анкера в водонасыщенный бетон, а также в ситуации, когда отверстия заполнены водой. По результатам испытаний определяется коэффициент условий работы анкера, который учитывается при расчете анкерного крепления.
Технический паспорт – зачем он нужен?
После оценки результатов всех испытаний на анкер оформляется Технический паспорт, в котором указываются данные нормативного сопротивления анкера (в зависимости от диаметра анкера, температурного режима, способа сверления отверстия и др.), коэффициенты надежности и условий работы, геометрические параметры для установки, а также информация о времени твердения и набора прочности клеевого состава.
Наличие Технического паспорта на анкер является обязательным, так как без него невозможно провести расчет узлов крепления в соответствии с СП 513.1325800.2022 «Анкерные крепления к бетону. Правила проектирования» и определить расчетные значения несущей способности анкера или группы анкеров.
Заключение
В данной статье мы описали все ключевые серии лабораторных испытаний, которые проводят с клеевым анкером для определения его параметров в соответствии с требованиями российской нормативной базы. Читателям становится очевидным, что полноценные сертификационные испытания по своей тщательности оценки влияния различных условий на работу клеевого анкера в бетонном основании — это колоссальный труд, который по силам лишь компетентным аккредитованным лабораториям, специализирующимся на испытаниях анкерных креплений. Провести такие испытания самостоятельно силами производителя или выполнить разовые натурные испытания на объекте – совсем не то же самое, что пройти полную программу лабораторных испытаний.
Химический клеевой анкер UTECH HITRE 500 - первый клеевой анкер российского производства, который прошел полную программу сертификационных испытаний в аккредитованной лаборатории НИИ Экспериментальной механики МГСУ. Проведение испытаний в лаборатории, обладающей значительным опытом, а также всем необходимым оборудованием и квалифицированным персоналом, является критически важным фактором для обеспечения точности и надежности результатов.
Ответственный подход к проведению сертификационных испытаний анкера UTECH гарантирует достоверность данных, а также позволяет быть уверенным в высоком качестве продукта, что необходимо для безопасного и надежного строительства.
