Montarea ancorelor mecanice
Modelul de ancoră mecanică cel mai frecvent folosit este compus din următoarele elemente (imaginea alăturată): bolț expandabil (uzual, M10/M12 x 90-110 mm), ureche de asigurare și piulița de fixare a urechii. Strângerea piuliței produce expandarea colierului montat pe capătul conic al bolțului, iar forțele exercitate de colier asupra pereților găurii mobilizează forțele de frecare care se opun smulgerii ancorei.
Ancorele mecanice se montează mult mai rapid și mai ușor decât cele chimice, corectitudinea montajului este relativ ușor de verificat, iar după montare, ancorele pot fi folosite imediat. Totuși, din cauza tensiunilor mari pe care le generează în roca din jurul lor, ancorele mecanice pot fi folosite doar în stâncă sănătoasă, cu rezistență mare la compresiune.
Condiții de calitate pentru ancorele mecanice
Bolțurile expandabile disponibile pe piață sunt confecționate din oțeluri-carbon de diferite calități (care de regulă sunt protejate împotriva coroziunii prin acoperire galvanică) sau din oțel inoxidabil AISI 304 (A2) sau 316 (A4), iar urechile de asigurare sunt cel mai adesea confecționate prin ștanțare din tablă de 2-3 mm grosime din același metal ca bolțul și au o gaură pentru asigurare și una pentru fixarea pe bolț (care trebuie să aibă același diametru ca acesta!).
Pentru echiparea traseelor de escaladă se vor folosi exclusiv bolțuri și urechi din oțel inoxidabil (de preferat A4/AISI-316 sau 316L) ale caror caracteristici geometrice și de rezistență sunt garantate conform normelor UIAA123/EN-959 și care vor avea o rezistența îndelungată la coroziune.
Este interzisă montarea ancorelor din materiale galvanizate (chiar dacă sunt produse de firme reputate), care mai devreme sau mai târziu vor rugini și vor trebui schimbate. Acestea pot fi folosite cel mult pentru amenajarea ancorelor provizorii necesare pentru echiparea traseelor, urmând ca apoi să fie eliminate.
De asemenea, pentru amenajarea traseelor nu vor fi folosite modelele de bolțuri industriale disponibile în magazinele de feronerie! Cu toate că acestea seamănă cu cele "de firmă", sarcinile pentru care sunt garantate pot fi mult mai mici decât cele care pot apărea în cazul căderilor în coardă din escaladă.
Este interzisă utilizarea combinațiilor de metale diferite în același ansamblu!
Interacțiunea metalelor cu compoziție diferită (de exemplu, bolț din oțel zincat și ureche din inox) determină apariția fenomenului de coroziune galvanică*, iar acesta accelerează degradarea ancorei. (În imaginea alăturată se observă ruginirea materialelor din oțel zincat (tija, șaiba și piulița) pe care a fost montată o ureche din inox).
* Coroziunea galvanică este un proces electrochimic care se produce atunci când două metale diferite sunt puse în contact în prezența unui electrolit. Între acestea apare o diferență de potențial electric care duce la corodarea mult mai rapidă decât ar fi normal a metalului care formează anodul.
Modalități de cedare a ancorelor mecanice
Ancorele mecanice pot ceda prin ruperea bolțului, prin cedarea stâncii sau prin smulgerea colierului expandabil.
- Ruperea bolțului se produce chiar la fața stâncii, atunci când încărcările depășesc rezistența la forfecare a tijei sau în zona cu cea mai mică secțiune a conului de expandare, atunci când încărcările depășesc rezistența la întindere a materialului. Dacă bolțurile folosite sunt conforme cu standardele, acest mod de cedare este puțin probabil să fie cauzat de forțele care apar în cazul căderilor în coardă și poate apărea cel mult din cauza unor greșeli de montaj (de exemplu, strângerea excesivă a piuliței) sau din cauza corodării bolțului în medii cu agresivitate chimică ridicată (de exemplu, în falezele marine).
- Cedarea stâncii se produce de regulă prin spargerea unui con de rocă din jurul găurii, care are vârful în zona în care colierul expandabil presează pe pereții găurii (schița din stânga). Încărcarea la care se produce acest tip de cedare este proporțională cu adâncimea găurii (i.e. cu lungimea bolțului), deci în roci mai slabe (dar totuși adecvate pentru ancorele mecanice), trebuie folosite bolțuri mai lungi.
- Smulgerea colierului expandabil (schița din dreapta). Dacă stânca are rezistență redusă la compresiune, expandarea colierului prin efectul forței de tracțiune aplicat asupra tijei poate produce strivirea locală a rocii din jur, care în acest fel va permite lărgirea colierului și alunecarea acestuia de pe conul bolțului (dacă stânca este prea slabă, cedarea de acest fel se poate produce chiar și la strângerea piuliței!).
Acest mod de cedare poate apărea și dacă diametrul găurii este ceva mai mare decât cel al bolțului (din cauza unui burghiu de calitate slabă sau a găuririi deficitare), permițând totuși inițierea expandării colierului, dar și deformarea lui peste limita la care acesta se blochează pe con. În aceste condiții, un bolț care pare solid la prima vedere s-ar putea smulge la forțe de tracțiune mult mai mici decât cele care pot apărea în cățărare. Din această cauză, în rocile slabe nu se vor folosi ancore mecanice, ci doar ancore chimice, care în acest caz sunt mult mai sigure (dacă sunt montate corect...).
Reguli pentru montarea ancorelor mecanice
Ancora complet asamblată (bolț, ureche, piuliță) se bate încet în gaură până când intră complet. Piulița trebuie înșurubată puțin, astfel încât ciocanul să lovească în capătul bolțului, nu în piuliță!
În anumite tipuri de rocă, zona superficială din jurul găurii se poate fărâmița la baterea tijei, căpătând aspect de „crater”. Acest lucru este greu de observat, pentru că urechea acoperă zona respectivă, așa că înainte de strângerea ancorei trebuie verificată marginea găurii. Dacă este nevoie, se ajustează suprafața cu ciocanul (sau la nevoie folosind o daltă) pentru a asigura contactul integral al urechii pe stâncă, apoi se continuă montajul.
După ce ansamblul a fost introdus complet în gaură, se strânge piulița folosind o forță moderată. (Pentru M10 este necesară o cheie de 17 mm, iar pentru M12 una de 19 mm). Efectul de expandare a colierului trebuie să se facă simțit (prin creșterea rezistenței la strângere) după maxim două ture ale piuliței .
Strângerea excesivă a piuliței poate provoca fisurarea sau chiar ruperea ancorei! Din această cauză, se recomandă folosirea unei chei dinamometrice (imaginea din dreapta), iar momentul de strângere al piuliței va fi cel recomandat de fabricantul ancorei (verifică instrucțiunile de montaj!).
Dacă simți nevoia, pentru ancorele accesibile de la sol din zonele circulate, poți pune pe bolț o picătură de adeziv pentru asigurarea filetelor (de exemplu, Loctite 270), după care strângi piulița, iar aceasta (după cca. 24 de ore de la montare) nu mai poate fi desfăcută decât prin încălzire la 300 °C.
După montarea ancorei, este de preferat ca praful rezultat la găurire să fie curățat de pe stâncă prin suflare cu pompa folosită pentru curățarea găurilor sau (în mod ideal...) cu o suflantă cu acumulatori. (Curățarea cu peria a prafului foarte fin produs la găurire este adesea ineficientă...).
Greșeli posibile în timpul montării unei ancore mecanice
1. Deteriorarea piuliței și/sau a filetului bolțului
Cauze probabile: lovirea cu ciocanul a piuliței sau a filetului tijei.
Consecințe: filetul sau piulița nu mai asigură o fixare corespunzătoare a urechii, ceea ce afectează implicit rezistența ancorei.
Prevenire: înainte de baterea bolțului, piulița se înșurubează până când capătul tijei (zona mai subțire și fără filet în care vom bate cu ciocanul) devine vizibil în întregime. În timpul baterii tijei în gaură, piulița se poate deșuruba din cauza vibrațiilor, așa că este necesar ca din când în când să o înșurubezi la loc, pentru a elibera capătul de batere. De asemenea, înainte de baterea bolțului te vei asigura că ai o poziție stabilă, din care să poți lovi cu precizie cu ciocanul.
Soluții pentru reparare: poți încerca să strângi ancora până la rupere, în speranța că cedarea se va produce în zona cea mai subțire a conului de expansiune, în dreptul colierului. În acest caz (puțin probabil...) capătul rămas se bate cu un dorn de 8 mm în fundul găurii, apoi în aceeași gaură vei monta o ancoră mai scurtă (dar de min. 90 mm!).
Dacă nu reușești, singura soluție este să bați complet bolțul și să faci altă gaură (la cel puțin 10 cm de prima !).
2. Ruperea ancorei în timpul strângerii
Cauze probabile: Strângerea excesiva a piuliței sau folosirea unor materiale de proastă calitate.
Consecințe: dacă nu reușești aplicarea soluțiilor recomandate mai jos, gaura este compromisă și trebuie să cauți un alt loc pentru montarea ancorei.
Prevenire: respectarea specificațiilor producătorului de ancore în privința momentului de strângere (se recomandă folosirea unei chei dinamometrice). Folosirea de materiale de bună calitate, cu rezistență garantată de fabricant.
Soluții pentru reparare: Dacă ruperea s-a produs în zona îngustată (începutul conului), capătul rămas în gaură se bate cu un dorn de 8 mm în fundul găurii, apoi verifici dacă în aceeași gaură se poate monta o ancoră mai scurtă (min. 90 mm). Dacă spațiul rămas nu permite montarea unei alte ancore, singura soluție este să astupi gaura cu rășină și să faci o altă gaură (la cel puțin 10 cm de prima !).
3. În timpul strângerii piuliței, capătul șurubului depășește piulița cu 1-1.5 cm fără a apărea semne ca bolțul a început să expandeze (creșterea rezistenței la strângere)
Cauze probabile: gaura nu a fost curățată suficient, iar praful rămas împiedică aderența colierului la pereții găurii și implicit, expandarea acestuia. Roca are rezistență mică la compresiune și se sfărâmă în zona în care expandează colierul bolțului. Gaura a fost ovalizată sau lărgită în timpul găuririi.
Consecințe: ancora este compromisă, pentru că rezistența ei la smulgere (axială) este insuficientă.
Prevenire: dacă burghiul cu care se forează gaura avansează prea repede (semn ca roca este slabă) se caută alt amplasament sau se montează o ancoră chimică. Înainte de baterea ancorei, gaura se curăță cu atenție pentru îndepărtarea completă a prafului rezultat din găurire.
Pentru găurile ovalizate sau cu diametrul variabil vezi Greșeli posibile în timpul găuririi.
Soluții pentru reparare: Recuperezi urechea, bați complet ancora, acoperi gaura cu rășină și cauți un nou amplasament într-o zona corespunzătoare (sau dacă ajungi la concluzia ca roca este oricum prea slabă, montezi o ancoră chimică de lungime adecvată).
Uneori, este posibil să reușești să scoți bolțul din gaură, fie înșurubând piulița până când acesta iese forțat sau până când se smulge colierul expandabil, fie prin batere în afară cu un cablu extractor prins între urechea ancorei și ciocan. În acest caz, gaura poate fi refolosită pentru o ancoră chimică, după ajustarea ei la dimensiunile necesare.
4. După montare, urechea ancorei nu este rezemată pe stâncă pe întreaga ei suprafață
Cauze probabile: suprafața stâncii nu este plană sau nu a fost netezită înainte de montarea ancorei
Consecințe: apare un efect de pârghie care va induce solicitări suplimentare în bolț. În zona de contact a urechii cu stânca se creează presiuni mari, care în timp pot duce la măcinarea rocii, ceea ce va avea ca efect apariția unui joc al urechii, iar aceasta se va roti cu ușurință.
Prevenire: se alege o zonă plană sau dacă nu este posibil, suprafața pe care se va rezema urechea ancorei se netezește cu ciocanul înainte de găurire, pentru a asigura contactul perfect dintre ureche și stâncă. Suprafața se verifică așezând o ureche în poziția în care va fi montată, iar poziția găurii se va trasa prin orificiul pentru bolț al urechii.
Soluții pentru reparare: demontezi urechea și înlături cu ciocanul asperitățile care împiedică lipirea urechii pe stâncă, apoi montezi urechea la loc. În timpul acestei operațiuni, tija filetată a ancorei trebuie protejată cu o teacă din țeavă, furtun, bandă adezivă etc. împotriva lovirii cu ciocanul, care ar putea deteriora filetul făcând bolțul inutilizabil.
