Un bullone ad espansione è composto da un assieme di bullone, dado e manicotto di piombo che si espande al serraggio. Questi bulloni si ancorano in materiali che non consentono una formazione affidabile del filo, come cemento, mattoni e simili. Sebbene simili nel concetto agli ancoraggi a chiodo con manicotti in nylon espandibili, i bulloni ad espansione vengono utilizzati in applicazioni pesanti come il fissaggio di banchi e posti a sedere negli stadi. Ci sono diverse configurazioni.
Nella configurazione bullone-manicotto di piombo-dado conico, un dado conico riposa in un manicotto di piombo. L’intero componente viene inserito in un foro preforato. Il bullone viene quindi inserito e, una volta fissato, il dado rastremato viene tirato verso la testa del bullone, provocando l’espansione del manicotto di piombo.
Un’altra configurazione è il bullone-boccola di piombo-cono-dado. In questo tipo, un cono metallico e un manicotto poggiano sul gruppo bullone. Quando il bullone viene serrato, la pressione forza il cono metallico nel manicotto di piombo e questa espansione fissa il bullone in posizione. La configurazione cono bullone-manicotto di piombo-cono-dado metallico, sebbene simile al gruppo precedente, si basa su una testa del bullone conica, non un dado, per far espandere il manicotto di piombo.
Il manicotto di piombo è il fattore comune che collega i diversi tipi di configurazioni dei bulloni ad espansione. Il piombo è malleabile, quindi riempie facilmente lo spazio perforato in cui è impostato. Inoltre, grazie al manicotto in piombo, i bulloni ad espansione consentono un rischio minimo di rottura o frantumazione del materiale di ancoraggio perché i bulloni ad espansione non si basano su singoli punti di fissaggio. Il rischio di estrazione o sverniciatura è ridotto anche dai manicotti di piombo.
A seconda del diametro del bullone e dei materiali in cui vengono testati i bulloni, i bulloni ad espansione inferiori a 5 pollici (12.7 mm) possono essere valutati in tonnellaggio. Le specifiche possono essere trovate sulla confezione del bullone ad espansione e le tolleranze corrette dovrebbero essere scelte in base all’uso e al rischio di corrosione. Se c’è un’alta probabilità di una continua esposizione all’acqua, si può aggiungere cadmio, un metallo di transizione del gruppo 12 con proprietà anticorrosive simili allo zinco, per aiutare la resistenza del bullone ad espansione all’umidità.
Negli Stati Uniti, l’American National Standards Institute (ANSI) impone, tra le altre cose, dimensioni standard e metriche e tipi di azionamento – scanalato, esagonale, doppio esagono, ecc. – delle parti lavorate. È possibile trovare varie dimensioni e tipi di unità di bulloni ad espansione per soddisfare qualsiasi esigenza. I bulloni a espansione e i loro componenti senza piombo sono realizzati in acciaio e sono placcati secondo gli standard e le specifiche dell’American Society for Testing and Materials (ASTM).