Методы испытаний анкеров на взрыв

Испытание анкеров на взрыв

От качества специальных элементов фиксации крепежных систем зависят безопасность и надежность строительных конструкций. Самое прочное соединение сформировано с помощью анкера — стального стержня длиной от 30 до 200 мм, который установлен в каменные, деревянные, бетонные поверхности. По резьбе через втулку, которая находится на анкере, накручивается коническая гайка, расширяющая прорези втулки и создавая надежное крепление. Выбор характеристик способа анкерных креплений зависит от результатов проведения испытаний на вырыв, в процессе которых учитывается сила трения, сопротивление взрыву элемента крепежа в упоре, сила адгезии при использовании химической пасты, прочность соединения под воздействием высоких температур.

Содержание статьи:

Виды анкеров
Особенности испытаний анкеров
Правила проведения испытаний на вырыв
Статические и динамические методы испытаний

Виды анкеров

Элементы крепежа имеют несколько разновидностей. Изделия зависят от материала оснований:

тонкие, выполненные из ДСП, гипсокартона;
плотные, выполненные из бетона, кирпича;
пористые, выполненные из пенобетона, пено- или шлакоблоков;
ветхие и разрушающиеся.

Для крепежа используют следующие виды анкеров:

Распорные
Для бетонного основания предназначен распорный анкер, который фиксируется благодаря внешнему упору с одной стороны и головки с другой. Достоинством такого элемента крепежной системы является простота монтажа, возможность сквозной установки и высокая несущая способность. Иногда вместо гайки устанавливают кронштейн.

Забивные
Перед монтажом короткого забивного крепежа делают отверстие, в которое вкручивают стержень. Такой крепежный элемент используют при монтаже коммуникаций на потолке, противопожарного оборудования и пр. К забивным крепежам относится дюбель-гвоздь. Болт забивного типа – несъемный, его применяют как противовандальный крепеж.

Рамные
Рамный анкер применяют при установке коробок для дверных проемов и оконных рам. Болт, разрезанный вдоль, имеет упоры, которые не допускают проворачивания и смещения. При затягивании он прижимает крепеж к дверному или оконному проему.

Болт Молли
Крепеж, устанавливаемый в пустотелые бетонные основания, называется «бабочкой». Когда стержень вкручивается в бетон, цанга с шипами раскрывается внутри основания, не допуская смещение и проворачивание крепежа.

Химические
В качестве крепления выступает быстро затвердевающая масса. Химический крепеж обеспечивает прочное соединение, благодаря равномерной нагрузки.

Закладные
При таком типе крепежа отверстия не сверлят. Закладной крепеж применяют до возведения бетонной или кирпичной поверхности и используют для тяжелых строительных элементов.

Особенности испытаний анкеров

Для определение несущей нагрузки создаются усилия на вырыв, которые проводятся в зависимости от площади объекта во время статических и динамических испытаний анкеров в разных местах, потому что материал основания на разных участках объекта отличается.
Испытывать анкера и дюбели на вырыв должны специалисты аккредитованной строительной компании с лицензией на проведение данной работы. Сведения тестов зависят от:

пористости, прочности материала основания;
вида крепежа;
устойчивости вентилируемых фасадов

Основные признаки, что анкерный болт не прошел проверку:
крепеж разломился;

на анкере произошел срез;
анкерный болт выпал из опорной поверхности;
материал фасада начал разрушаться.

Данные повреждения указывают на то, что крепеж нельзя использовать. Для монтажа подойдут только те изделия, с которыми во время испытания ничего не случилось, при этом и фасад остался в целостности.

Правила проведения испытаний на вырыв

Испытания механических крепежей на вырыв производятся в соответствии с требованиями ГОСТ Р 56731-2015, химических анкеров – с требованиями ГОСТ Р 58387-2019. Имеются разработанные правила для механических болтов:
Отверстия высверливают, учитывая межкраевые и межосевые расстояния.
Очищают от пыли и остатков бетона строительным насосом или металлической щеткой.
анкер без детали и забивают в отверстие киянкой или молотком. Затем затягивают и контролируют параметр с помощью динамометрического ключа. Чем больше диаметр анкера, тем сильнее затяжка. Прикручивают переходник к анкеру для соединения болта прибора, измеряющего нагрузку. Нагрузка действует вертикально, бетон с максимальной прочностью сверлят осторожно. При испытании свежей бетонной смеси усилие на вырыв слабее. Учитывают также, что бетон, залитый при холоде, медленнее становится прочным в отличие от залитого в теплую погоду. При усилии на вырыв анкерный крепеж удерживается благодаря клипсе. Чем мягче материал, из которого изготовлена клипса, тем меньше сопротивление. Рассчитывают среднее сопротивление крепежной системы.
При проверке на вырыв химических анкеров действует следующий регламент:
Химические крепежи устанавливаются по инструкции. Крепление для анкера выполняется перпендикулярно гладкому основанию.
Каждую ступень при ступенчатом исследовании загружают не более чем на 0,1 от показаний разрушающей нагрузки, выдержка при этом не превышает 15 секунд, за это время на каждом этапе снимают начальные и конечные показания. На обработку результатов требуется около 3 минут.
Для оценки тестирования каждого этапа составляется график «нагрузка-перемещение».
В ходе исследования измеряется перемещение и нагрузка крепежа, соответствующая предельному значению, когда анкер выдергивается из-за разрушения клеевых или сварных контактов с основанием или происходит разрушение на стали.

Методы испытаний анкеров на вырыв

Испытания креплений на вырыв проводятся статическими или динамическими методами.

Статические методы испытания
Европейский метод испытания
Европейская система испытаний ETAG 001 применяется для статических испытаний на анкер, чтобы получить показатели рекомендуемых нагрузок. Такое обследование состоит из двух этапов:
Практическое испытание. Сначала проводится монтаж анкеров в различные фасадные поверхности. Затем их нагружают в течение от 1 до 3 минут до разрушения узла или вырывающих усилий анкера.
Расчетное испытание. Процедура происходит от параметров, не зависимых друг от друга, например, химического состава материала основания и крепежа. В результате расчета по закону распределения случайной величины получают средний показатель, после данные обрабатывают.
Отечественная методика испытаний
В нашей стране проверки отличаются от европейских методов. В России материал проверяют разными способами. К примеру, нагрузку увеличивают плавно. На каждом этапе выполняют оценку показателей по времени. Нагрузка составляет 10% от предельных, затем деформацию материала измеряют в начале и по окончанию каждого этапа.

Динамические методы испытания
Чтобы определить физико-механические и технические параметры проводятся динамические нагрузки анкеров для применения в сейсмических районах, учитывая надежность и долговечность материалов.
На анкерные соединения испытывают наибольшие ударные нагрузки при динамических исследованиях, которые проводятся по следующим этапам:

Определение допустимых значений на вырыв при статическом нагружении болта, пока он не будет вырван полностью.
Несколько динамических циклов нагрузки и разгрузки, совершаемые за одну минуту.
Проверка каждого образца со ступенчатым нагружением до вырыва анкера или разрушения основания. Эти сведения сравнивают с показателями на первом этапе.

В ходе проверки сведения заносят в акт испытаний и сравнивают с нормативной документацией. В случае запаса прочности крепеж монтируется. Если запас отсутствует, то необходимо изменить крепеж или основание.
Динамическое испытание на вырыв при цикличном раскрытии трещины
На поверхности предварительно формируют закрытую трещину с анкером внутри, к которому прикладывают усилие для раскрытия и закрытия трещины с частотой от 0,1 до 0,3 Герц. Растягивающее усилие каждого цикла не больше 5% по сравнению с начальным значением. Силу воздействия на анкер фиксируют в графике непрерывно или после определенного числа раскрытий трещины. После испытания анкер разгружают и измеряют остаточное перемещение.
Благодаря достоверным результатам статических и динамических испытания на вырыв, проведенных в лабораторных условиях и в процессе строительства организациями, имеющими сертификаты можно подобрать подходящие анкеры для решения необходимых задач на конкретном объекте.
Другие испытания в строительной лаборатории Ins-Lab: