Boulon à expansion vs ancrage chimique - Guide de sélection et comparaison

Qu'est-ce que l'ancrage post--installé et pourquoi des boulons à expansion ou des ancrages chimiques sont-ils nécessaires ?

Post-Définition de l'ancrage installé - Installation d'ancrages dans le béton existant

L'ancrage post-installé fait référence à l'installation de boulons d'ancrage dans du béton durci une fois le béton durci. Cela contraste avec les ancrages coulés-sur place-, qui sont positionnés dans le coffrage avant la mise en place du béton. Les ancrages post-installés offrent une flexibilité essentielle pour la construction et la maintenance : ils permettent d'installer des équipements sur des fondations existantes, d'ajouter des éléments structurels aux bâtiments existants et de corriger les positions des ancrages lorsque les ancrages coulés-sont égarés. Les deux principales catégories d'ancrages post-installés sont les ancrages à expansion mécanique et les ancrages chimiques (adhésifs).

Scénarios d'application - Fixation d'équipement, structures en acier, supports de tuyaux, murs-rideaux, rénovation

Les ancrages post-installés sont utilisés dans pratiquement tous les secteurs de la construction et de l'industrie. Les fondations des équipements pour les pompes, les compresseurs, les turbines et les convoyeurs utilisent fréquemment des ancrages post-installés pour le montage sur des dalles de béton existantes. Les plaques de base de colonnes en acier pour les mezzanines et les extensions de bâtiments sont ancrées avec des systèmes post-installés. Les supports de tuyaux, les chemins de câbles et les équipements CVC sont fixés aux murs et plafonds en béton à l'aide d'ancrages à expansion. L'ossature des murs-rideaux, les mains courantes et les éléments architecturaux reposent sur des ancrages post--installés pour la fixation aux structures en béton. Les rénovations sismiques et les améliorations structurelles nécessitent souvent des ancrages post--installés pour relier les nouveaux éléments structurels au béton existant.

Boulons d'expansion expliqués

Principe de fonctionnement - Le cône étend le manchon contre la paroi du trou

Les chevilles à expansion mécanique fonctionnent sur le principe d'un cône conique qui est tiré dans un manchon extensible lorsque l'écrou est serré. Le manchon s'étend vers l'extérieur contre les parois du trou percé, créant une friction qui résiste à l'arrachement. Le pouvoir de maintien dépend de la force d’expansion, du coefficient de frottement entre le manchon et le béton et de la résistance du béton. Les boulons à expansion offrent une capacité de charge immédiate après l'installation, sans temps de durcissement, ce qui les rend adaptés aux applications où le temps est critique.

Principaux types - Ancre à cale, ancre à manchon, ancre suspendue-Ancre

Les chevilles à coin ont un cône d'expansion au bas du goujon fileté et un manchon d'expansion séparé. Lorsque l'écrou est serré, le cône est tiré dans le manchon, l'étendant contre le béton. Les ancrages à coin offrent une capacité de charge élevée et nécessitent un ancrage profond. Les ancrages à manchon ont un collier d'expansion le long du corps qui est comprimé contre la paroi du trou lors du serrage - ils offrent une capacité de charge moyenne avec un encastrement moins profond. Les ancrages Drop-sont des manchons filetés intérieurement réglés avec un outil de réglage - ils fournissent une surface affleurante pour une installation ultérieure des boulons et sont idéaux pour les applications aériennes.

Ancrages chimiques expliqués

Principe de fonctionnement - La résine lie la tige filetée au béton

Les ancrages chimiques utilisent des adhésifs à base de résine synthétique pour lier la tige filetée au béton sur toute la longueur d'ancrage. L'adhésif remplit l'espace annulaire entre la tige et la paroi du trou, créant une répartition uniforme des contraintes et éliminant les contraintes de dilatation localisées caractéristiques des ancrages mécaniques. La force d’adhérence dépend de la formulation adhésive, de la propreté du trou, de la résistance du béton et de la profondeur d’encastrement.

Types de résine - Époxy, Polyester, Vinylester, Hybride

Les ancrages chimiques à base d'époxy-offrent la force d'adhérence la plus élevée, une excellente résistance chimique et conviennent au béton fissuré et aux installations humides ou sous-marines. Le compromis-est un temps de durcissement plus long - généralement 60 minutes à 5 degrés, 20 minutes à 20 degrés et 8 minutes à 35 degrés. Les ancrages en résine polyester offrent le durcissement le plus rapide et le coût le plus bas, mais ont une force d'adhérence plus faible et ne sont pas recommandés pour le béton fissuré ou les trous humides. Les ancrages en vinylester (hybrides) combinent les propriétés d'une bonne force d'adhérence - avec un durcissement plus rapide que l'époxy, ce qui en fait le type le plus couramment spécifié pour l'ancrage de construction générale.

Boulon d'expansion et ancrage chimique - Comparaison en profondeur-

Données de capacité de charge par type d'ancrage

La capacité de charge de l'ancrage à coin pour un diamètre de 1/2- pouce dans du béton de 4 000 psi est d'environ 3 500 lb (15,6 kN) en traction et 4 200 lb (18,7 kN) en cisaillement. La capacité de charge de l'ancrage chimique pour une tige filetée de 1/2 pouce (M12) avec un ancrage approprié dans le même béton est d'environ 5 000 à 6 000 lb (22 à 27 kN) en tension, selon l'adhésif spécifique et la profondeur d'ancrage. La capacité plus élevée des ancrages chimiques résulte d’une répartition uniforme des contraintes de liaison par rapport à la contrainte d’expansion concentrée des ancrages mécaniques. La résistance du béton affecte directement les deux types d’ancrages : un béton de moindre résistance réduit proportionnellement la capacité de charge.

Guide de contrôle qualité des installations

Une bonne préparation des trous est le facteur le plus important pour la performance de l’ancrage. Le trou doit être percé au diamètre et à la profondeur spécifiés à l'aide d'un marteau perforateur avec une mèche à pointe de carbure- répondant aux exigences du fabricant d'ancrage. Pour les ancrages chimiques, le nettoyage des trous est essentiel - le trou doit être brossé avec une brosse métallique du diamètre spécifié, puis soufflé avec de l'air comprimé sans huile-. Ce cycle de brossage et de soufflage doit être répété au moins quatre fois pour éliminer toute poussière qui empêcherait le collage. Pour les boulons à expansion, le trou doit être propre mais les exigences de nettoyage sont moins strictes. Il est essentiel de suivre précisément les instructions d'installation du fabricant pour atteindre la capacité de charge nominale.

Processus de décision de sélection

Si le béton est fissuré (ce qui doit être supposé pour les zones sismiques et certaines applications structurelles), des ancrages chimiques avec certification béton fissuré sont requis. Si la distance ou l'espacement au bord est restreint (les chevilles doivent être proches les unes des autres ou proches du bord du béton), les chevilles chimiques sont préférées car elles n'imposent aucune contrainte de dilatation sur le béton. Pour les environnements sous-marins ou continuellement humides, les ancrages chimiques époxy spécialisés sont la seule option. Si une capacité de charge immédiate est requise (pas de temps pour le durcissement de l'adhésif), des boulons à expansion doivent être utilisés. Pour les applications de classification de sécurité élevée (sécurité des personnes ou sécurité structurelle), les ancrages chimiques avec certification ICC-ES ou ETAG offrent les performances documentées les plus fiables.

Considérations environnementales et de durabilité

Les environnements extérieurs, humides ou corrosifs nécessitent des ancrages en acier inoxydable - soit des boulons à expansion, soit des tiges filetées pour ancrages chimiques en acier inoxydable 304 ou 316. Les environnements à haute -température limitent les performances des ancrages chimiques - l'époxy standard est évalué à environ 80 degrés et les variantes à haute-température à 120 degrés. Les boulons à expansion utilisés à haute -température sont limités par la qualité du matériau du boulon plutôt que par le mécanisme d'ancrage. Les cycles de gel-dégel peuvent affecter les deux types - les ancrages chimiques doivent être testés pour leur résistance au gel-dégel, et les boulons à expansion doivent être installés avec un couple suffisant pour empêcher le desserrage dû aux cycles thermiques.

Gamme de produits d'ancrage de ManufacturerPipe

ManufacturerPipe fournit à la fois des ancrages à expansion-(ancrages à coin, ancrages à manchon, ancrages à insertion) et des systèmes d'ancrage chimiques (cartouches adhésives et tiges filetées en acier au carbone galvanisé, acier inoxydable 304/316 et duplex 2205). Nous pouvons fournir des rapports ICC-ES pour les systèmes d'ancrage certifiés et prendre en charge la sélection d'ancrages spécifiques au projet-avec des calculs de capacité de charge. Notre gamme de produits couvre l'ensemble des besoins d'ancrage post-installés, des applications structurelles légères-aux lourdes.

Besoin d'ancres post-installées pour votre projet ?

Contactez ManufacturerPipe pour une sélection d’ancrages experts et des systèmes d’ancrage certifiés.

Produits de fixation

Attaches en acier inoxydable

Attaches en acier au carbone

Attaches duplex

Boulons en acier allié