У будівельно-монтажних роботах часто виникає необхідність у закріпленні будь-яких деталей або конструкцій на бетонній основі. Якщо йдеться про важкі навантаження на кріплення, то системою дюбель-шуруп не обійтися.

Тут потрібен потужніший кріплення – металевий анкер. Він, як і дюбель, утримується тертям, що виникає між матеріалом основи та його розпірною зоною, але на відміну від дюбеля сила зчеплення у нього зі стінками отвору вище, тому вище і навантаження, що вириває.

 

Для забезпечення тривалого терміну служби анкерних кріплень необхідно враховувати таку важливу характеристику анкера, як корозійна стійкість у тих чи інших умовах експлуатації, що залежить від матеріалу або виду захисного покриття.

 

Будь-яке анкерне кріплення тією чи іншою мірою чинить опір корозійному руйнуванню, тому що всі види анкерів виготовляються або із стійких до корозії сплавів, або мають спеціальне захисне покриття. Якщо сталевий анкер не здатний протистояти агресивному впливу навколишніх середовищ, то рано чи пізно це призведе до зниження його міцності, послаблення кріплення та катастрофічних наслідків.

Розглянемо основні типи сталей та види захисних покриттів, які найчастіше використовуються при виготовленні анкерного кріплення.

 

Анкера з корозійностійких сталей

 

 

 

Для виготовлення нержавіючих анкерів застосовуються дві близькі за складом марки легованої сталі А2 (Cr-Ni) і А4 (Cr-Ni-Mo). Їхня чудова корозійна стійкість у вологих умовах та промислових середовищах пояснюється високим вмістом хрому (16 - 19 %), який на поверхні деталей утворює захисну пасивну плівку. Сталі після загартування мають однорідну будову аустеніту, який добре чинить опір корозії в цих середовищах.

Анкери, виготовлені з корозійностійкої сталі А4, стійкі при експлуатації в середовищі середньої та сильної агресивності. Молібден, що входить до складу сталей, підвищує стійкість пасивного стану та забезпечує високу стійкість аустенітних сталей у кислотних, хлоридсодержащих середовищах та атмосферних умовах з великим вмістом сірчистого газу – в автомобільних тунелях, на гідростанціях, у водних басейнах, на гідроелектростанціях та в безпосередній близькості від моря.

 

Приклади популярних нержавіючих анкерів зі сталі А2 та А4

 

• забивний LAH , m2r , HST-R ;
• клинової S-KAH;
• болт самоанкерований розпірний БСР;
• анкерний цвях LN
• цвях по бетону Confix
• анкерна шпилька FHB для хімічного анкерування.

 

Види покриттів для анкерів із вуглецевої сталі

 

Сталеві анкери з вуглецевої та низьковуглецевої сталі виготовляють методом холодного формування. Корозійна стійкість забезпечується металевими покриттями, здебільшого – цинковими. Існують різні способи нанесення цього покриття – гальванічний, гаряча оцинковка, термодифузійна. Від технології цинкування та товщини шару цинку залежить ступінь корозійної стійкості кріпильного виробу.

 

Гальванічне цинкове покриття (електролітичне) забезпечує невисокий ступінь стійкості до корозії в зовнішніх будівельних конструкціях, особливо в промисловій атмосфері, оскільки його товщина становить всього 7-18 мкм. Корозія цинку при атмосферному впливі проявляється у вигляді білих плям («біла іржа») зі швидкістю приблизно в десять разів меншою, ніж поява звичайної «червоної», іржі на сталевих металовиробах без покриття.

 

Для підвищення захисних властивостей гальванічно оцинкованих анкерів їх додатково піддають райдужної пасивації, в результаті чого на їх поверхні одержують композитну плівку, що захищає гальванічний цинк від руйнування більшості забруднених атмосфер. Цим способом зазвичай захищають розпірні анкери втулки або, як їх ще називають, анкерні болти.

 

 

 

Покриття «гарячий цинк» визнано одним із кращих способів захисту анкерних болтів і шпильок від корозії, ефективність якого в кілька разів вища, ніж у електролітичного цинку. Технологія нанесення гарячих цинкових покриттів дозволяє одержати на анкерах захисний шар цинку завтовшки 45-50 мкм. Саме його товщина визначає довговічність всіх елементів кріпильної деталі.

Наприклад, клиновий анкер (гарячий цинк) допущений для використання у вологих приміщеннях та на відкритому повітрі у сільській місцевості за умови регулярного контролю цілісності захисного шару. Часом закінчення терміну служби захисних металевих покриттів вважається поява червоної іржі.

Анкери можуть поставлятися з альтернативними видами захисних покриттів. Це комплексне цинк-ламельне покриття, що складається з базового цинкового шару, нанесеного гальванічним способом, товщиною 20 мкм та протекторного захисту з додаткових ізолюючих шарів не менше 15 мкм. Таким чином загальна товщина - 35 мкм (це менше, ніж у гарячеоцинкованого, а ступінь захисту вищий).

 

Оцінка ступеня корозійної стійкості анкерів

 

• Атмосферна корозія гальванічно оцинкованих анкерів із товщиною цинку 10-12 мкм у неагресивних та слабоагресивних середовищах (під навісом) протікатиме зі швидкістю не більше 1 мкм/рік. Враховуючи можливість крапельної конденсації вологи і, отже, виразкового ураження цинку, можна прогнозувати збереження захисної здатності покриття протягом 20 років.

 

• Гарячеоцинковані анкери з товщиною захисного шару не менше 45 мкм мають гарну корозійну стійкість, яка обумовлена ​​великою товщиною цинку. Швидкість руйнування гарячого цинкового покриття серед слабкої агресивності (під навісом) становить 2-3 мкм/год. При цьому слід врахувати, що під час експлуатації на покритті утворюється наліт продуктів корозії цинку, який відіграє роль протектора, що гальмує розвиток корозійного процесу та запобігає руйнуванню нижнього захисного шару. Плівка, що утворюється на поверхні цинку, визначає кінцеву швидкість перебігу корозійного процесу, що йде з гальмуванням у часі. Термін служби анкерів із гарячим цинком у слабоагресивній атмосфері становитиме близько 50 років.

 

• Анкери з нержавіючої сталі А4 мають високу ступінь опірності корозії і рекомендуються для експлуатації в слабоагресивних та середньоагресивних промислових (при підвищеній вологості та вмісті сірчистого газу) та приморських (при підвищеній вологості та вмісті хлоридів) середовищах терміном до 50 років при експлуатації на відкритому повітрі.

 

 

Таблиця 1. Рекомендації щодо застосування оцинкованих та нержавіючих анкерів у різних умовах навколишнього середовища.

 

• Примітка. Оцінка корозійної стійкості анкерів дана без урахування на них інших елементів будівельних конструкцій.

Оскільки кріплення застосовується в конструкціях при безпосередньому контакті з іншими матеріалами і металами, то довговічність анкерного кріплення залежить не тільки від ступеня агресивності зовнішнього середовища, характеристик сталі та покриття, а й від металів і неметалів, що контактують з ним.

 

• Важливо! Кріпильні елементи повинні виготовлятися з того ж металу, що і деталь, що закріплюється, або металу з більш високим корозійним потенціалом. Прямий контакт різнорідних металів не допускається для запобігання контактній корозії.

 

Висновок:

 

• Анкера із звичайним цинковим покриттям (гальванічним) краще використовувати тільки в сухих закритих приміщеннях з контрольованим рівнем вологості або для тимчасових кріплень у вологих умовах.

 

• Кріплення гарячого цинкування можна застосовувати для внутрішніх робіт у сухих та нормальних вологих умовах, на вулиці під навісом, у навісних фасадних системах при незначному ступені забруднення навколишнього середовища.

 

• Анкерні болти з нержавіючої сталі А2 підходить для більшості атмосферних умов, для тривалої експлуатації в сільській та міській місцевості з підвищеною вологістю та концентрацією сірчистого газу без вмісту хлоридів.

 

• Нержавіючі анкери з корозійностійкої сталі А4 допущені до використання на морському узбережжі, басейнах, тунелях, у міських та промислових районах з підвищеною концентрацією хлоридів та кислотних конденсатів.