Испытание анкерных креплений и дюбелей на вырыв в конструкции

Анкер – один из видов крепежа, используемого при монтаже строительных конструкций, вентилируемых фасадов зданий. Анкерное крепление предполагает фиксацию металлического стержня (болта) в основании из кирпича или бетона для крепления растяжек, установки или подвешивания деталей с различным весом и назначением. Несущая способность и надёжность крепежа зависит от конструкции анкеров и материала основания. Вместе с этим, большое значение имеет и способ установки стержня в массиве. Их два – механический и химический. Обе технологии предусматривают предварительное сверление в теле основания отверстия глубиной и диаметром, соответствующим размерам болта. Механические анкеры и дюбели подразделяются на разжимные, клиновые, распорные и забивные, они удерживаются в теле конструкций силой трения между собственной поверхностью и стенками отверстия. Их химические аналоги фиксируются на месте установки специальными клеящимися составами, основу которых составляет эпоксидная смола. Оба вида анкерного крепежа являются достаточно надежными и применимы при ведении всех видов работ, предусматривающих крепление растяжек, установку или подвешивание деталей. Тем не менее, строительные нормы и правила, а также условия производственной и эксплуатационной безопасности предусматривают необходимость проведения контроля качества и прочности таких соединений. Испытания механических анкеров на вырыв производятся по методикам ГОСТ Р 56731-2015, химических крепежей – по ГОСТ Р 58387-2019, работа выполняется сотрудниками специализированных предприятий, имеющих соответствующую лицензию и государственную аккредитацию. В Москве и Московской области услуги по испытанию анкерных креплений и дюбелей на вырыв из тела кирпичных и бетонных конструкций оказывает строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль».

Испытание анкеров

Технические характеристики анкерного крепления в каждом конкретном случае устанавливаются инженерным расчетом, учитывающим параметры основания, типы и направления нагрузок, класс безопасности на случай возникновения аварийной ситуации. В результате этой работы определяется вид анкера, количество и местоположение стержней на поверхности тела строительных конструкций. Расчеты анкерных креплений производятся на стадии проектирования объектов строительства, их результаты являются обязательными для исполнения. При выполнении строительно-монтажных работ обязательно оценивается соответствие анкеров требованиям проекта, проводится проверка их прочности на вырыв. Для испытаний в случайном порядке отбираются образцы стержней из комплекта поставки с идентификацией по производителю, проверкой наличия инструкции по установке и иной документации, установленной стандартом.

Требования к условиям испытаний и аппаратуре

Испытания анкеров на вырыв производятся с учетом требований, установленных ГОСТ Р 56731-2015 для механических анкеров и ГОСТ Р 58387-2019 для химических. При этом должны быть обеспечены следующие условия:

• температура атмосферного воздуха от +10 °С д о +40 °С при относительной влажности не более 70 %;

• прочностные характеристики бетона должны быть проверены и соответствовать требованиям стандарта, воздействие на бетон положительной температуры окружающей среды – не менее 7 суток до испытаний;

• особое внимание уделяется наличию и расположению трещин и арматуры;

• установка анкера производится в строгом соответствии с рекомендациями производителя;

• используемое оборудование должно соответствовать условиям испытаний, обеспечивать плавное и равномерное приложение нагрузки;

• средства измерений, необходимые для испытаний, должны быть поверены или калиброваны в установленном порядке.

Испытания анкерных креплений на вырыв сопряжено с опасностью возникновения аварийных ситуаций из-за необходимости использования высокого гидравлического давления. При обнаружении неисправностей оборудования или отклонений в режиме нагрузки, работа прекращается с разгрузкой напряжений.   

Проведение испытаний механических анкеров на вырыв

Сущность метода испытания прочности механического анкерного крепления на вырыв заключается в определении параметров предельных состояний – нарушения сцепления анкера с бетоном, выкалывание бетона в виде конуса, разрушение стержня. Исследования проводятся для серии анкеров с непрерывным или ступенчатым приложением нагрузки и измерением перемещений. Время нагружения в первом случае составляет от 1 до 3 минут, во втором – от 15 до 20 минут с выдержкой от 2 до 3 минут на каждой ступени. Испытания проводятся до момента наступления одного из предельных состояний с проведением опытов на монолитных основаниях и на поверхностях с трещиной, проходящей через отверстие для болта. По результатам исследований для каждого анкера строится график зависимости перемещения от нагрузки.   

Проведение испытаний химических анкеров на вырыв

Порядок, технология подготовки и основные условия проведения испытаний химических анкеров на вырыв схожа с аналогичными работами, проводимыми для исследования параметров механического крепежа. Дополнительные требования стандарт предъявляет к минимальной толщине бетонного основания с привязкой к конструкции анкера. Испытания проводятся с плавным или ступенчатым нагружением крепежа. Общая продолжительность опыта составляет от 1 до 3 мин. При нагружении ступенями, нагрузка последовательно увеличивается не более чем на 0,1 от предполагаемого значения силы разрушения, перерыв между каждой ступенью должен быть не дольше 15 секунд. Испытания проводятся до момента наступления одного из предельных состояний с проведением опытов на монолитных основаниях и на поверхностях с трещиной, пересекающей отверстие для анкера. Признаки потери прочности анкерного крепления – разрушение клеевого состава с выдергиванием или скольжением болта, откол бетона в виде конуса на стержне, разрыв анкера. По результатам исследований для каждого опыта строится график зависимости перемещения от нагрузки.   

Испытанные анкерные болты, как доведенные, так и не доведенные до предельного состояния по прочности, повторному использованию не подлежат и утилизируются в соответствии с установленными для этого правилами.

Оформление результатов испытаний

После завершения испытаний анкерных креплений на вырыв в конструкциях и дюбелей на фасадах исполнитель составляет протокол, в котором указываются следующие сведения:

• характеристики испытываемых анкеров – описание, тип, размеры, материал и метод изготовления;

• наименование и адрес предприятия-изготовителя крепежа;

• дата проведения испытаний;

• наименование и адрес испытательной лаборатории;

• лицо, ответственное за исследование параметров крепежа;

• вид и количество испытаний, полученные результаты;

• условия проведения исследований, перечень использованного оборудования и средств измерений.

Подписанный и утвержденный протокол испытаний анкерных креплений на вырыв является официальным документом и отражает фактическую прочность крепежа в конструкциях. Анализ полученных результатов ложится в основу оценки степени эксплуатационной безопасности строительных объектов.