انکربولت چیست؟

انکربولت که نام تجاری آن  Anchor Bolt می باشد. به منظور وصل کردن سازه ها، اجسام خارجی و صفحات به مصالح از جمله بتن مورد استفاده قرار می گیرد. انکر بولت در اشکال گوناگونی عرضه می شود؛ که به تولید کنندگان متعددی تعلق دارد. همانطور که گفتیم این ابزار نوعی بست محسوب می شود.
برای نمونه وقتی که می خواهید ماشین آلات شرکت را نصب کنید، بسته به اندازه دستگاه ها و سطح لرزش آن ها، انکر بولت ها را در پی (شالوده) کاشته و دستگاه ها را به آن ها متصل می کنند. به وسیله دستگاه کرگیری، حفره مورد نیاز جهت نصب انکر بولت به وجود می آید. اگرچه در صورتی که محل انکربولت پیش از مرحله بتن ریزی و در حین آرماتوربندی مشخص شده باشد، می توان آن ها را قرار داد. انواع و اقسام انکر بولت وجود دارد؛  طراحی ‌های هر یک از انکربولت ها بسته به کارخانه تولیدکننده آن ها انحصاری است.

نام های دیگر انکربولت ها

در کل بولت به پیچ هایی گفته می شود که با یک مهره بسته می شوند. نام دیگر انکر بولت؛ رول بولت است. هر نوع اتصال پیچ که دارای تکیه گاه باشد در چهارچوب پیچ و مهره ها قرار گیرد، انکربولت است. بنابرایل رول بولت ها و یو بولت ها نیز در مجموعه انکر بولت ها هستند. اما واژه رول بولت به نوعی بولت گفته می شود که، با پیچیدن مهره و یا بخشی از پیچ آن که در سنگ یا دیوار قرار دارد؛ از هم شکافته می شود.

اکسپنشن بولت

اگرچه کمپانی هیلتی این پیچ و مهره ها را با اسم اکسپنشن بولت جا انداخته است. اکسپنشن بولت همانطور که از اسمش مشخص است با افزایش حجم در محل کاشت پایدار خواهد شد. Anchor یعنی لنگر که این واژه در لنگر کشتی نیز کاربرد دارد. برخی به انکر بولت استاد بولت می گویند. اِستاد بولت  (stud bolt)  در حقیقت پیچ متری است که در اندازه های گوناگون بسته به درخواست بریده می‌شود. استاد بولت ها غالبا در صنایع نفت، گاز، پترو شیمی و اتصال فلنج ها مورد استفاده قرار می گیرند. 
یو بولت نیز کارایی مشابه انکر بولت دارد. به همین خاطر گاها اشتباه گرفته می شود اما این ابزار شبیه U است که دو طرف آنها رزوه شده ‌است. کارایی این ابزار غالبا برای ثابت کردن یک لوله به یک سطح فلزی می باشد.

انواع انکربولت

در مجموع انکربولت ها دو نوع هستند و یا به عبارتی در زیر مجموعه این دو نوع قرار می گیرند:

• شیمیایی
• مکانیکی

انکربولت شیمیایی

انکر شیمیایی اصطلاحی کلی می باشد. این اصطلاح به بولت هایی گفته می شود که داخل سطح های بتنی یا مصالح سخت، توسط مواد شیمیایی پایه (رزین) قرار داده می شود. کاربرد این نوع انکر بولت ها برای بار های سنگین است. می توان گفت در کلیه موارد، اتصال ایجاد شده از خود ماده ‌ی اصلی محکم تر می باشد. از طرفی به دلیل این که دستگاه بر پایه مواد شیمیایی است، نسبت به انکر های مکانیکی تنش اضافی به چسب پایه وارد نمی کند. این موضوع میزان استفاده از نوع شیمیایی انکر ها را برای کناره های کار، زمانی که میزان زیادی انکر باید نصب شود، افزایش می دهد. همچنین استفاده از آن ها را در بتن هایی با سطح کیفی نامعلوم و یا توان تحمل پایین فشار، بیش از گذشته بالا می برد. 
این انکربولت ها نسبت به انکربولت های مکانیکی منعطف ترند. در واقع تمامی انکر های موجود در بازار اساس کاری یکسانی دارند. انکرها از یک رزین در قالب ماده‌ ی پایه و یک ماده‌ی دیگر که سبب گیرش می شود، تشکیل می شوند.

دلیل برتری انکر بولت های شیمیایی نسبت به انکر بولت مکانیکی

به وسیله این نوع انکر ها، قبل از جایگذاری انکربولت، درون حفره ماده ای پایه تزریق می شود. با این امر، ماده رزین درون تمام فضا های خالی پر می شود و با تخلیه هوا، چسبندگی را افزایش می دهد. این افزایش چسبندگی باعث افزایش مقاومت می شود. انکر بولت های مکانیکی، از لحاظ باربری محدودیت طولی و قطری دارند؛ که در انکر شیمیایی وجود ندارد. لذا می‌ توان به منظور افزایش باربری، طول راد به اندازه مورد نظر باشد.
از طرفی با انتخاب حفره با ضخامت بیشتر و استفاده از راد قطور، پتانسیل باربری دوباره را بیشتر می کند. انکرهای شیمیایی به سمت سطوح بیرونی بتن نیز قابل استفاده هستند. خاصیت غیر انبساطی این انکرها به شدت امکان ترک خوردگی و شکستگی بتن کنار آن را کم می کند.

نقطه ضعف استفاده از انکر بولت شیمیایی

نصب این نوع انکر برای بعضی از پیمانکاران، مشکل است. از طرفی اگر اشتباه نصب شود، پتانسیل باربری انکر کاهش می یابد. انجام فرایند نصب به صورت درست بسیار مهم است؛ و برای این امر توصیه می شود آموزش های لازم را طی کنید. در رابطه با قیمت انکربولت شیمیایی نیز باید گفت قیمت بالاتری دارند. معمولا تصور بر این است که انکرهای شیمیایی گران قیمت ‌تر هستند. این قیاس چندان صحیح به نظر نمی ‌رسد؛ زیرا معمولا برای کاربرد های متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند. به ویژه وقتی که باید نیازهای مهندسی منحصر به فردی را برآورده کنند. در صورتی که در زمینه انتخاب نوع انکرها شک داشتید حتما باید مشاوره بگیرید.

انواع رزین ها و تفاوت آن ها در انکر های شیمیایی

– پلی استر غیر اشباع

این نوع رزین برای نمایش بازتاب آماده است که به منظور تولید ملات تزریقی ۲ جزئی استفاده می شود. این مواد کاربرد سریع و راحتی داشته و با مقاومت شیمیایی کمی که دارند معروف شده اند.

– واینیل استر

رزین های اپوکسی اکریلات حلال خواص عالی حرارتی و مکانیکی مواد شیمیایی پایه اپوکسی؛ با کاربرد سریع و راحت رزین ‌های پلی استر غیر اشباع می باشند. این نوع رزین مقاومت شیمیایی بالایی دارد.

– اپوکسی خالص

این نوع رزین مقاومت شیمیایی شگفت انگیزی دارد. میزان انقباض به علت سخت شدن به شدت کم است. خواص خوب ترکیبی سبب تحمل بارهای بسیار در حفره های الماسی و دیگر شکاف ‌های دایره ای شکل می شود.
انتخاب درست انکر بولت های شیمیایی با رزین مناسب برای مطمئن شدن از ایمنی و ماندگاری بالای اتصال بسیار حائز اهمیت می باشد.

انکر بولت های مکانیکی

انکر بولت های مکانیکی مانند انکر هایی با پوشش بلند، درون بتن قرار گرفته و با محکم شدن پیچ آن باز می شود. این باز شدن سبب شده انکر کناره ی حفره را نگه دارد و یک اتصال تقریبا محکم به وجود آورد. با وجود اینکه یک گزینه بسیار پرطرفدار و اقتصادی است اما معایبی نیز دارد. در انکرهای مکانیکی، اندازه حفره به وجود آمده نقش اساسی دارد. مناسب بودن اندازه حفره الزامی می باشد چرا که در صورتی که بسیار بزرگ باشد قادر نیست به درستی با کناره های حفره درگیر شود. از این رو نمی تواند وزن بار را تحمل کند. این نوع انکر ها از سایش با جای که درآن جای گذاری شده اند، استفاده می کنند. وقتی که یک سر انکر داخل حفره می رود، منبسط می شود. این انبساط با جداره ها به خوبی ارتباط برقرار می کند و انکر را محکم در جای خود ثابت حفظ می کند. فشار مورد استفاده برای محکم نمودن انکر از بیرون افتادن آن جلوگیری می کند.

تفاوت انکربولت شیمیایی و مکانیکی

 زمان گیرش: انکرهای شیمیایی برای چسبیدن وقت بیشتری لازم دارند. بسته به نوع انکر شیمیایی و ماده رزین آن ممکن است بین ۱ ساعت تا ۱ شبانه روز زمان لازم باشد. تا قبل از چسبندگی کامل نباید انکر باری را تحمل کند. با وجود قوی بودن انکر شیمیایی، برای نصب آن زمان‌ بندی دقیقی نیاز است. درضمن باید به صورت دقیق مورد آزمایش قرار بگیرد.

چسب تزریقی: انکر های شیمیایی چسب تزریقی دارند که موجب شده انکر به جداره حفره وصل شود. تمیز کردن حفره قبل از تزریق چسب بسیار زمان می برد. امتیاز استفاده از این مدل انکر ها عدم محدودیت استفاده در ضخامت و طول کاشت است.
 به همین خاطر، کمپانی هیلتی لوازم متنوعی مانند وکیوم، انواع راد ها و… را تولید کرده که نصب را راحت و سریع می کنند.

پتانسیل تحمل بار انکر بولت: در این مورد انکر مکانیکی و شیمیایی تفاوت چشمگیری ندارند و هر دو ظرفیت بالایی برای تحمل بار دارند.

سرعت نصب و استفاده از انکر بولت :انکرهای شیمیایی صرفا وقتی توان تحمل بار را دارند که گیرش به صورت کامل انجام شده باشد. اما در انکرهای مکانیکی بلافاصله بعد نصب می توان بار را اعمال کرد. لذا در رابطه با اموری که زمان مهم است و عجله دارید، انکرهای مکانیکی گزینه بهتری هستند. هرچند برخی از انکرهای شیمیایی یک ساعته گیرش آن ها به صورت کامل انجام می شود.

ضد آب بودن انکر بولت: انکر بولت به استحکام بسیار بالایی نیاز دارد و به عبارتی نباید به زودی تسلیم شود. به همین خاطر باید ضد زنگ و خوردگی باشد. در اکثر انکرهای مکانیکی میان انکر و تکیه‌گاه یک فضای کمی وجود دارد. وقتی که نگه ‌دارنده در خارج از جسم خارجی استفاده شود.
برای نمونه برای دیش ماهواره، استفاده از انکر مکانیکی ممکن است سبب نشتی به داخل منزل شود. در این حالت، انکر بولت شیمیایی در اولویت است. چرا که ماده رزین فاصله میان انکر و تکیه‌گاه را پر می‌کند و اتصال ضد آب می شود. به همین خاطر انکرهای شیمیایی برای اتصالات بیرونی که عایق بودن در برابر آب بسیار مهم است، مناسب است.

انواع انکربولت های رایج

کلیه انکربولت ها خواه مکانیکی خواه شیمیایی به منظور متصل نمودن سازه به بتن طراحی می شوند. اما ظاهر هر نوع از انکربولت ها که این وظیفه را انجام می دهند به نوع انکر بولت وابسته است.

 

انکربولت های L مانند

یک نوع ساده انکر بولت ها از یک خم به حالت سیم L شکل تولید می شود. این مدل در قسمت طول دارای یک سر رزوه شده می باشد که امکان نصب واشر و مهره را داراست.

انکر دو سر رزوه با ورق

این نوع انکر به یک سمت وصل می شوند. ورق ها می توانند یا به خود این بست ها یا به یک مهره متصل شوند.

انکربولت های گل پیچ دار

سمت بدون رزوه این بست فورج دار است. این نوع انکربولت یک سر ۶ ضلعی دارد، که پیش از خشک شدن درون بتن قرار داده می شود تا فیکس شود.

انکربولت swedge

این انکر بولت ها میل گردهای فولادی دارند که در یک سمت رزوه می شوند و در سمت دیگر چند ضرب می خورند. این ضرب خوردگی ها باعث می شوند بتن درون آن آمیخته شود. این نوع بست ها غالبا کاور گالوانیزه گرم دارند.

قوی ترین نوع انکر بولت

همانطور که تا به اینجا متوجه شده اید؛ انکر بولت انواع مختلفی دارند. بعد از بتن ریزی فقط انکرهای شیمیایی و مکانیکی استفاده می شوند. انکر بولت های شیمیایی قوی‌ترین نوع انکرها به شمار می آیند.  یک نوع از آن ها که یک پیچ خمیده و یک بخش مشابه گیره دارد که یک انکر بولت قوی محسوب می شود. اگرچه نصب و اجرای آن‌ها سخت و پیچیده است زیرا مواد شیمیایی باید به حالت خاصی ترکیب شوند. غالبا در مواقعی استفاده می شوند که تجهیزات و دستگاه های سنگین بر روی کف بتنی قرار دارند.
کاربرد دیگر این بست قوی این است که پی بتنی ساختمان را به دیوار های حائل متصل می کند. این کار باعث می شود سازه در مقابل زلزله مقاوم باشد.

عملکرد انکر بولت ها

 برخی انکر بولت با ایجاد نیروی سایش با مصالح، بار را تحمل می کنند که نصب آسانی دارند. برخی انکرها سوراخی در مصالح مثل بتن ایجاد می کنند. این نوع انکر ها پتانسیل باربری بالایی دارند. انکر هایی نیز وجود دارند که عملکرد آن ترکیبی از اصطکاک و ایجاد حفره (کلیدی) می باشد. که آن ها نیز تحمل بارهای سنگینی را دارند. انکر بولت های شیمیایی با ایجاد چسبندگی میان میلگرد با بتن، باعث ایجاد پتانسیل باربری می شوند.

کاربرد انواع انکر بولت

 انکر ها کاربرد های بسیار مختلفی در زمینه های گوناگون دارند. از جمله بنا های معمولی، سد ها، سقف کاذب، تجهیزات درمانی، آسانسور، مهار داربست، خطوط راه آهن، جرثقیل و پالایشگاه نفت. علاوه بر این آن ها می توانند به منظور بستن ورقه های پایه های فولادی بر روی پی بتنی استفاده شوند که در واقع اساسی ترین کاربرد انکر بولت ها می باشد. پس از نصب انکر بولت به روش های گوناگون در بتن، ورقه فولادی به بتن پیچ می شود. در این شرایط همین صفحه می تواند پایه ای برای انجام امور مختلف مانند نصب ستون از راه جوشکاری باشد.

 پارامتر های تاثیرگذار در انتخاب نوع انکر‌بولت

•  وضعیت جوی

عوامل جغرافیایی و شرایط محیطی که قرار است انکربولت در آن استفاده شود بسیار مهم است. مناطق رطوبتی و یا مناطق صنعتی و درگیر با مواد اسیدی و آلودگی های شیمیایی از عوامل موثر در انتخاب  انکر بولت هستند.

در تهیه یک انکر بولت به جنس و کاور آن دقت کنید. جنس انکرها از فولاد، پلاستیکی و مواد شیمیایی می باشد؛ که کاور آن ها گالوانیزه سرد و گرم و… است.‌

• حجم و نوع بار

در انتخاب انکر بولت باید در نظر بگیرید که قرار است چه نوع بار و چه میزان باری به آن اعمال کنید.

• انواع بار

1. بارهای ایستا که بار وزن ثابتی دارد و فشار ثابتی به انکر بولت وارد می شود.
2. بارهای پویا وزن مشخصی ندارند و با گذشت زمان ممکن است حجم بار سبک یا سنگین شود.

استاندارد های انکربولت

انکر بولت در ایران تنها یک نوع از انواع عظیم انکربولت در اصول طراحی اتصالات صنعتی است. رایج ترین نوع انکربولت براساس استاندارد ASTM Grade F1554 آمریکا و در سه نمره مختلف ۳۶ و ۵۵ و ۱۰۵ تولید می شوند. این اعداد میزان مقاومت انکر را بیان می کند. بر حسب کیلوپوند بر اینچ مربع. این انکرها غالبا پوشش گالوانیزه گرم دارند. برخی نیز خود رنگ ساخته و ارائه می شوند. اگرچه ویژگی ساخت رول بولت ها از فلز استیل نیز وجود دارد. جدیدترین استانداراد در ساخت انکر بولت ASTM grades F1554 است. انکربولت ساخته شده براساس استاندارد ها غالبا همراه با سرتیفیکت و آزمایش ریپورت معرفی می شوند.

 مشخصات فنی انکر بولت ساخته شده استاندارد

• ضخامت یا همان اندازه انکربولت که با D نمایش می شود.
• حرف L بیانگر عمق انکربولت که مجموع رزوه ها و اندازه هرز دنده است می باشد.
• حرف C ارتفاع بخش خم یا همان اندازه قلاب رول بولت می باشد.
• T زول رزوه است.

پارامتر های تاثیر گذار در طراحی انکر‌بولت

انکر بولت ها باید به گونه ای طراحی شده باشند که از لحاظ ایمنی اطمینان خاطر را ایجاد کنند. به همین خاطر مهندسین با تجربه این امر را انجام می دهند. وقتی که اطلاعات انکر بولت موردنیاز در نرم افزار وارد می شود؛ به طور خودکار گزینه های مختلفی ارائه می شود. اما یک مهندس باید بداند بسته به نیازش کدام بهتر است.

برخی پارامتر های مؤثر در طراحی انکر:

• راستای بار (مشخص شدن فشار وارده کششی و برشی)
• مدل بار (استاتیک یا دینامیک)
• وزن بار
• بار وارده به انکر
• اندازه فضای بین انکر‌ها از یکدیگر (اگر این فاصله ها در نظرگرفته نشود احتمال ترک خوردگی افزایش می یابد)
• طول کاشت
• راد های مسلح کننده بتن (به منظور ایجاد بستر محکم تر)
• بتن دارای ترک

روش نصب انکر بولت

انکربولت ها به دو حالت نصب می شوند:

حالت اول

به این صورت است که اول باید اندازه متناسب با ضخامت انکربولت بر سطح بتن به وسیله مته بدست بیاید. بعد بولت (پیچ) در محل تعیین شده جای گذاری می شود. در آخر، بتن مایع درون محل های باقی مانده ریخته می شود. تا زمانی که بتن سفت می شود این انکر نباید جابجا شود.

حالت دوم

نصب بتن روان نیاز نیست. این مهره های ساخته شده به راحتی در بتن سفت شده قرار می گیرند. برخی از این آن ها بسته به ویژگی های مکانیکی خود بسط داده می شوند. برخی دیگر از انواع این مهره نیز توسط مجموعه ای از چسب ها مثل اپوکسی سفت می شوند.

نکات مهم نصب لنکر بولت ها

• قبل از آغاز دریل کاری از ردیاب هایی که می توانند وجود میلگرد و دیگر اجسام را در داخل بتن مسلح تشخیص دهند، استفاده نمایید تا با مشکلی روبرو نشوید.
• اندازه مته را در دریل کاری سازگار با سایز انکر بولت مورد استفاده برگزینید تا بتوانید طول را بسته به مدل انکر بولت مشخص نمایید.
• با مته صحیح انتخاب شده، سوراخ را به وجود آورید.
• حفره به وجود آمده از گرد و خاک تمیز کنید.
• عمق سوراخ را بررسی کنید..
• با ابزار مناسب اقدام به نصب انکر بولت نمایید.

دلایل ایجاد شکست در اتصال انکر بولت

از جا در آمدن انکر بولت

 اگر بتن، ورقه و انکر بولت آسیبی ندیده باشند، اما انکربولت از جایش بیرون بیاید یعنی اشتباه محاسباتی در ضخامت و طول انکر بولت بوده است.

شکست ورقه آلیاژی

 این اتفاق وقتی رخ می دهد که صفحه تحمل بار را نداشته است.

شکست بتن

 این اتفاق وقتی رخ می دهد که بار وارده از حد تحمل بتن بیشتر بوده باشد.

ترک خوردگی بتن

 فاصله کم بین انکر بولت ها و یا نزدیک بودن به لبه بتن این مشکل را به وجود می آورد.

بریدگی فولاد

 در صورتی که فشار وارده به خود انکر بولت بیش از مقاومت کششی آن باشد، احتمال بریدگی وجود دارد.

خرید و فروش انکر بولت

قطعا می دانید که انواع انکر بولت توسط تولیدکننده های مختلف و با خصوصیات متفاوتی تولید و عرضه می شوند. همین موضوع باعث تفاوت نرخ انکر بولت ها می شود.

عوامل موثر در قیمت انکربولت

• پروژه ای که قرار است انکر بولت در آن استفاده شود.
• انکر بولت برای نصب تجهیزات صنعتی در شرکت ها : در این مورد بسته به سایز و وزن دستگاه و اصطکاک آن سایز و قیمت انکر بولت تعیین می شود.
• کاربرد در تاسیسات مکانیکی و برقی
• انکرها از نظر نوع و عملکرد، مکانیکی و شیمیایی بودن نیز تعیین قیمت می شوند.
• نوسانات در بازارآهنباعث نوسان قیمت انکر بولت نیز می شود.
• قیمت انکر بولت براساس کیلوگرم است.

برند های معتبر ارائه دهنده انکر بولت ها

برند های معتبری مانند هیلتی، Fischer، Spit و نیز دیگر برند های متفرقه انکر بولت ها را می سازند و ارائه می دهند. اما معروف ترین برند Hilti می باشد.

انکر بولت هیلتی

انکر بولت های هیلتی دارای خصوصیات خاصی هستند. این خصوصیات باعث تمایز آن ها نسبت به سایر کارخانه های تولید کننده انکرها شده است. برای مثال مواد و متریالی که در ساخت انکر بولت در شرکت هیلتی استفاده می شود بسیار خاص است و استحکام فوق العاده ای ایجاد می کند.