あなたのプロジェクトに適したコンクリート ブロック アンカーはどれですか?完全な選択およびインストール ガイド

右 コンクリートブロックアンカー 荷重のタイプ、ブロックの材料密度、およびアンカーがブロックのフェースシェル、ウェブ、または中空コアのいずれに使用されるかによって異なります。また、間違ったタイプを選択すると、定格荷重の数分の一で引き抜き不良が発生する可能性があります。 コンクリートブロックアンカー (CMU アンカー、石材アンカー、または中空ブロック ファスナとも呼ばれます) は、コンクリート石材ユニット (CMU) の壁、擁壁、および装飾ブロックへの構造的および非構造的接続を固定するために特別に設計された機械的または接着剤による締結システムです。このガイドでは、すべての主要なアンカー タイプ、その定格荷重、取り付け要件、およびそれらの間の重要な違いについて説明しているため、最初から正しいファスナーを選択して取り付けることができます。

コンクリート ブロック アンカーと固体コンクリート アンカーの違いは何ですか?

コンクリートブロックアンカー CMU ブロックは中空（通常 50 ～ 75 パーセントの空隙）であるため、固体コンクリート留め具とは異なる設計が必要です。つまり、周囲の材料に押し込むことで機能する標準的な拡張アンカーでは、薄い面シェルに亀裂が入るか、空隙を完全に突き抜けてしまいます。標準的なコンクリート拡張アンカーは、連続した材料塊に対する側圧に依存します。 CMU 壁は、アンカーがブロックの形状にまたがるか、ブロックの形状に耐えるように特別に設計されていない限り、アンカーの位置にその質量を提供しません。

特有の 3 つの構造的課題 ブロックアンカー は:

• 薄いフェイスシェル: 標準の CMU フェース シェルの厚さはわずか 1.25 ～ 1.5 インチ (32 ～ 38 mm) であり、大きな拡張力に対して支持面積が不十分です。
• 中空コア: フェースシェルの後ろの空洞は、アンカーの設計で特に考慮されていない限り、機械的アンカーが耐えられる材料を提供しません。
• 可変ブロック強度: CMU の圧縮強度の範囲は、軽量装飾ブロックの 1,000 psi から高密度構造ブロックの 3,000 psi 以上であり、特定のブロック タイプに合わせたアンカーの選択が必要です。
• モルタル接合部の干渉: モルタル接合部またはその近くに配置されたアンカーは、ブロック面よりも弱い材料と係合し、引き抜き抵抗を大幅に軽減します。

コンクリートブロックアンカーには何種類あるの？

6つの主要なカテゴリがあります コンクリートブロックアンカー 、それぞれが異なるメカニズムを使用して、CMU 構造内または CMU 構造を通じて保持強度を向上させます。アンカーをアプリケーションに適合させるには、各タイプの動作原理を理解することが不可欠です。

1. スリーブアンカー

スリーブアンカー 最も多用途なものの一つです コンクリートブロックアンカー 中負荷アプリケーション向け。スリーブ アンカーは、セグメント化された金属スリーブで囲まれたねじ付きボルトで構成されます。ナットが締められると、ボルトが円錐形のエキスパンダーをスリーブ内に上向きに引っ張り、スリーブのセグメントを周囲の材料に対して外側に押し込みます。 CMU ブロックでは、スリーブ アンカーはフェース シェルにのみ取り付ける必要があります。拡張は空隙内ではなく、シェルの厚さ内で発生する必要があります。スリーブ アンカーの直径は 1/4 インチから 3/4 インチ、長さは 2 インチから 8 インチです。標準重量の CMU では、3/8 インチのスリーブ アンカーは、埋め込みの深さとブロックの強度に応じて、約 1,300 ～ 1,900 ポンドの引張引張強度を達成します。

2. トグルボルトアンカー (中空壁アンカー)

ボルトアンカーを切り替えます が最も適切です コンクリートブロックアンカー ブロックコア内の空隙を荷重伝達に使用する必要がある場合。トグルボルトがフェースシェルのドリル穴を通過し、バネ仕掛けまたは重力トグル翼がシェル壁の後ろの中空コア内で開きます。ボルトが締められると、翼がシェルの内面に押し付けられ、ドリル穴だけよりも広い領域に荷重が分散されます。ブロック内のトグル ボルトは、シェルの厚さとトグル ウィングのサイズに応じて、アンカーあたり 50 ～ 200 ポンドのせん断力に耐えます。これらは、棚ブラケット、照明器具、電線管ストラップなどの非構造用途に適しています。

3. スクリューアンカー（石材ねじ/タプコン式）

石材用スクリューアンカー 一般的にタプコン スタイル アンカーと呼ばれることもありますが、特殊なハイローねじパターンを備えた硬化鋼製のネジで、別個のアンカー本体を必要とせずに、コンクリートまたはブロックに事前に開けられた穴に直接切り込みます。 CMU ブロックの用途では、ねじの係合に必要な材料の深さが最小限で済むため、石材ねじはフェースシェルではなく固体ウェブまたはクロスブレース材料に打ち込んだときに最も効果的です。標準的な 3/16 インチの石材ねじは、埋め込み深さ (最小 1 インチ、最適は 1.5 ～ 1.75 インチ) に応じて、通常重量の CMU で約 200 ～ 500 ポンドのせん断力と 100 ～ 350 ポンドの張力を実現します。これらは最も高速にインストールされるものの 1 つです コンクリートブロックアンカー — 別個のアンカー本体は必要なく、ネジの噛み合いが悪化するまで、同じ穴で最大約 5 回取り外して再利用できます。

4. 接着剤/エポキシアンカー

接着アンカー コンクリート ブロックの場合は、ネジ付きロッドまたは鉄筋を挿入する前に、静的混合ノズルを介してドリル穴に注入される 2 成分エポキシまたはハイブリッド ポリエステル樹脂を使用します。 CMU ブロックのエポキシ アンカーには、スクリーン チューブ (接着剤を塗布する前に穴に挿入されるワイヤ メッシュ シリンダー) が必要です。これを使用しないと、中空の空洞があるため、流体エポキシが穴の壁に接着せずにコアに流れ込んでしまうからです。スクリーンチューブは接着剤をフェースシェルの深さ内に閉じ込めます。スクリーンチューブを備えた通常重量の CMU のエポキシで固定されたネジ付きロッド (直径 1/2 インチ) は、次の引張値を達成します。 2,500～5,000ポンド 完全硬化後 - 個々の製品で利用可能な最高の定格荷重 コンクリートブロックアンカー 。硬化時間は 70°F で 20 分から 40°F で 4 時間まであり、充填前に完全に経過する必要があります。

5. ハンマーセットアンカー（ドライブアンカー）

ハンマーセットアンカー (ドライブ アンカーまたはネイルイン アンカーとも呼ばれます) は、軽荷重の場合に最も早く取り付けられるオプションです。 コンクリートブロック固定 。事前に組み立てられた釘が、事前に開けられた穴に挿入された金属スリーブを通して打ち込まれます。釘は穴の壁に対してスリーブを拡張します。 CMU 用途では、ハンマーセット アンカーはブロックの固い部分 (フェース シェルまたはウェブ) でのみ使用する必要があり、軽いせん断荷重に制限されます。通常、サイズに応じてせん断力が 100 ～ 400 ポンド、張力が 50 ～ 200 ポンドです (直径 1/4 インチおよび 3/8 インチで利用可能)。これらは、一度設定すると取り外しができず、電線管アンカー、胴縁ストリップ、および同様の用途などの永続的で重要ではない取り付けに最適です。

6. スルーボルトアンカー

通しボルトアンカー ネジ付きロッドまたはボルトを CMU の壁の厚さ全体に完全に通し、各面にベアリング プレートまたはナットを付けます。この方法は、片面シェル内でのアンカーの係合に依存するのではなく、壁全体のアセンブリを支えることによって中空コアの制限を完全に回避します。通しボルトは、どのボルトよりも高い定格荷重を達成します。 コンクリートブロックアンカー 方法 — 3 インチ四方のベアリング プレートを備えた標準の 8 インチ CMU 壁に 1/2 インチのネジ付きロッドを通すと、次の値を超える引張荷重が発生する可能性があります。 10,000ポンド ブロックやロッドが破損する前に。制限はアクセスです。壁の両面に到達できる必要がありますが、完成した壁や勾配に逆らった壁では不可能です。

各用途に最適なコンクリート ブロック アンカーのタイプはどれですか?

最適なものを選択する コンクリートブロックアンカー アンカーの耐荷重と設置方法を特定の用途要件に適合させる必要があります。以下の表は、この分野で最も重要な基準全体で 6 つのタイプすべてを比較しています。

表 1: 耐荷重、設置速度、取り外し可能性、最適な使用例による 6 種類のコンクリート ブロック アンカーの性能と用途の比較。

コンクリートブロックアンカーを正しく取り付ける方法

正しいインストール コンクリートブロックアンカー 適切なタイプを選択することと同じくらい重要です。どのタイプのアンカーでも、正しく取り付けられていないと、定格容量を下回り、場合によっては大幅に性能が低下します。次の手順は、すべてのメカニカル アンカー タイプに適用されます。接着アンカーには、別途詳述される追加要件があります。

機械式コンクリート ブロック アンカーの一般的な設置手順

1. 固体材料を見つけます。 穴を開ける前に、AC または石積みモードに設定されたスタッド ファインダーを使用するか、壁面を軽く叩いてブロック ウェブとフェース シェルのソリッド セクションの位置を特定します。中空コアやモルタル接合部ではなく、固体材料内にドリルの位置をマークします。モルタル接合部の強度はブロック強度の 40 ～ 60% にすぎません。モルタル接合部に固定すると、それに比例して耐力が低下します。
2. 正しいドリルビットを選択してください: アンカーメーカーの仕様に合わせたサイズの超硬先端石材ビットを使用してください。ほとんどの人にとって コンクリートブロックアンカー 、ビットの直径は機械式タイプのアンカー本体の直径と一致するか、接着アンカーの場合はネジ付きロッドより 1/16 インチ大きくなります。標準的なドリルビットでは石材を切断できず、過熱して破損する可能性があります。
3. ハンマー ドリル モードを使用します。 すべての CMU 穴あけでは、ドリルをハンマー ドリル モードに設定します。回転専用ドリルも動作しますが、速度が大幅に遅くなり、より多くの熱が発生するため、ビットが鈍くなったり、熱膨張により穴が大きくなったりする可能性があります。標準 CMU の 1/2 インチの穴には、ハンマー モードで約 15 ～ 30 秒かかります。
4. 正しい深さまでドリルします。 ドリルダストが穴の底に蓄積することを考慮して、必要なアンカー埋め込み深さより少なくとも 1/2 インチ深くドリルします。深さが不十分であると、アンカーが完全に埋め込まれることができず、耐荷重が低下します。
5. 穴を徹底的に掃除します。 圧縮空気を使用してすべてのほこりや破片を吹き飛ばし (少なくとも 2 パス)、ワイヤー ブラシで穴をブラッシングします (少なくとも 2 パス)。穴の中に残ったドリルの粉塵は、機械システムと接着システムの両方でアンカーの性能が定格を下回る最も一般的な原因です。接着アンカーの場合は、穴も完全に乾燥している必要があります。
6. 仕様に従って取り付け、トルクをかけます。 アンカーを挿入し、メーカーが推奨する取り付けトルクを適用します。トルクが不足すると拡張が不完全になります。過剰なトルクを与えると、フェースシェルに亀裂が入る可能性があります。 CMU のほとんどの 3/8 インチ スリーブ アンカーは、25 ～ 35 フィートポンドの取り付けトルクを指定しています。

CMU ブロックにエポキシ アンカーを取り付けるための追加手順

1. スクリーンチューブを挿入します。 ワイヤーメッシュスクリーンチューブを掃除した穴に押し込み、底が突き出るようにします。スクリーンチューブは穴の直径と一致し、底部から穴の開口部の 1/4 インチ以内まで伸びるのに十分な長さでなければなりません。
2. 混合した接着剤の最初の 2 インチを塗布して廃棄します。 新しい混合ノズルから分配された最初の材料は不完全に混合されています。穴に注入する前に、必ず最初の 2 インチをボール紙に排出してください。部分的に混合された接着剤を使用すると、接着強度が大幅に低下します。
3. 下から上に入力します。 ノズルをスクリーンチューブの底に挿入し、分注しながらゆっくりと引き抜きます。穴を約 2/3 まで埋めます。ねじ付きロッドは挿入時に体積を移動させ、余分な接着剤が正しい充填レベルで穴から溢れます。
4. ネジ付きロッドを挿入してねじります。 すべてのねじ面に完全に接着剤が接触するように、ゆっくりと回転させながらねじ付きロッドをスクリーン チューブに押し込みます。メーカーの硬化時間が完全に経過するまで、ロッドを動かさないでください。
5. ロードする前に完全に硬化していることを確認してください。 エポキシアンカーシステムの硬化時間は温度に依存します。 70°F では、ほとんどのシステムは 45 ～ 90 分で硬化します。 40°F では、硬化時間は 4 ～ 6 時間に延長されます。完全硬化が完了する前にエポキシアンカーを装填すると、引抜き値が定格容量の 20 ～ 30 パーセントに低下する可能性があります。

コンクリートブロックアンカーはどのような材料で作るべきですか?

の材料仕様 コンクリートブロックアンカー 長期的な耐食性と耐荷重耐久性を決定します。特に屋外、湿った環境、または化学的に攻撃的な環境では、腐食したアンカーが機械的定格より何年も前に破損する可能性があります。

表 2: 耐食性、強度、適切な環境、相対コスト別のコンクリート ブロック アンカーの材料選択ガイド。

外装用 コンクリートブロックアンカー 用途 — 擁壁、フェンス支柱アンカー、屋外台帳接続 — 溶融亜鉛メッキまたは 304 ステンレス鋼が最小仕様です。海水深 1,000 フィート以内の沿岸環境では、316 ステンレス鋼が必要です。 CMU ブロック自体はアルカリ性 (pH 12 ～ 13) であるため、湿気が存在すると内部であっても保護されていない炭素鋼アンカーの腐食が促進されます。

必要なコンクリート ブロック アンカーの数を計算する方法

アンカー量の正しい計算 コンクリートブロックアンカー 設置には作業荷重に安全係数を適用する必要があります。公表されているアンカー荷重定格は最終的な破壊値であり、安全な作業荷重ではありません。公表されている極限荷重値に合わせて設置を設計しないでください。

アプリケーションタイプ別の安全率要件

表 3: アプリケーション カテゴリ別のコンクリート ブロック アンカー荷重計算の安全係数要件と使用荷重の導出例。

実際の例: 壁に取り付けられた収納ラックは、4 つのラックに合計 600 ポンドの荷重がかかります。 コンクリートブロックアンカー せん断状態。 4:1 の安全率では、各アンカーには、使用荷重に対してアンカーあたり少なくとも 600 ÷ 4 ÷ 4 = 37.5 ポンドの作業せん断容量が必要です (または、アンカーの極限せん断定格がそれぞれ少なくとも 150 ポンドでなければなりません)。標準的な 3/16 インチのメーソンリー スクリューの定格が 200 ～ 300 ポンドの極限せん断であれば、この要件を十分に余裕を持って満たすことができます。 250 ポンドの設計点荷重と 5:1 の安全係数を持つ構造手すりの場合、各アンカーには 1,250 ポンドの極限せん断が必要で、少なくとも 3/8 インチのスリーブ アンカーまたはエポキシ アンカーが必要です。

コンクリートブロックアンカーに関するよくある質問

結論: 適切なコンクリート ブロック アンカーの選択と設置

の全範囲 コンクリートブロックアンカー — 電線管ストラップ用の 0.30 ドルのハンマーセット ドライブ アンカーから、構造台帳接続用の完全に設計されたエポキシ アンカー システムまで、すべては同じ基本要件を共有しています。つまり、アンカーはブロックのタイプ、空隙の形状、適用される荷重、および環境条件に適合する必要があります。すべてのアプリケーションで単一のアンカー タイプが最適に動作することはありません。正しい選択と誤った選択の違いは、段階的なパフォーマンスの低下の問題ではありません。それは、数十年間安全に動作するシステムと、意図した負荷の一部で壊滅的に障害が発生するシステムとの違いです。

軽量の屋内設置の場合、石材ねじは、速度、調整機能、適切な耐荷重の最適な組み合わせを提供します。アクセス可能な面シェル材料の中程度の構造用途では、スリーブ アンカーは簡単な取り付けで信頼性の高い性能を提供します。最高荷重の構造接続または中空コアを係合する必要がある場合は、スクリーン チューブ付きのエポキシ アンカーがエンジニアリンググレードのソリューションです。また、壁の両面にアクセスでき、最大荷重が必要な場合は、ベアリング プレートを使用したスルー ボルト アンカーによって、面シェルのみのアンカー固定の制限が完全に排除されます。

常に適切な安全係数を適用し、環境に適した材料グレードを指定し、設置前にドリル穴を徹底的に清掃し、人命の安全または耐震設計に適用する場合は、資格のある構造エンジニアに相談してください。 コンクリートブロックアンカー 。正しい仕様への投資は、アンカーが提供するすべての接続において、信頼性の高い長期的なパフォーマンスに恩恵をもたらします。