Høyre betongblokkankre avhenger av belastningstype, blokkmaterialtetthet og om ankeret skal brukes i frontskallet, banen eller den hule kjernen til blokken – og å velge feil type kan resultere i uttrekksfeil ved en brøkdel av den nominelle belastningen. Betongblokkankre (også kalt CMU-ankere, murankre eller hulblokkfester) er mekaniske eller selvklebende festesystemer spesielt utviklet for å sikre strukturelle og ikke-strukturelle forbindelser til betongmurenhet (CMU) vegger, holdeblokk og dekorativ blokk. Denne veiledningen dekker alle større ankertyper, deres belastningsklassifiseringer, installasjonskrav og de kritiske forskjellene mellom dem, slik at du kan velge og installere riktig festemiddel første gang.
Hva gjør betongblokkankre forskjellig fra solide betongankre?
Betongblokkankre må konstrueres annerledes enn solide betongfester fordi CMU-blokker er hule - typisk 50 til 75 prosent tomrom - noe som betyr at et standard ekspansjonsanker som fungerer ved å kile seg fast mot det omgivende materialet enten vil knekke det tynne ansiktsskallet eller trekke gjennom tomrommet helt. Standard betongekspansjonsankre er avhengig av sidetrykk mot en kontinuerlig materialmasse; CMU-vegger gir ikke den massen ved ankerstedet med mindre ankeret er spesifikt designet for å spenne over eller ligge an mot blokkgeometrien.
De tre strukturelle utfordringene unike for blokk forankring er:
- Tynne ansiktsskall: Standard CMU-ansiktsskall er bare 1,25 til 1,5 tommer (32 til 38 mm) tykke – utilstrekkelig lagerareal for høye ekspansjonskrefter
- Hule kjerner: Tomrommet bak ansiktsskallet gir ikke noe materiale for mekaniske ankere å støtte seg mot med mindre ankerdesignet spesifikt tar hensyn til det
- Variabel blokkstyrke: CMU-trykkstyrken varierer fra 1000 psi i lett dekorativ blokk til over 3000 psi i tett strukturell blokk, noe som krever ankervalg tilpasset den spesifikke blokktypen
- Mørtelfugeforstyrrelser: Ankre plassert i eller nær mørtelskjøter griper inn svakere materiale enn blokkflaten, noe som reduserer uttrekksmotstanden betydelig
Hvor mange typer betongblokkankre finnes det?
Det er seks primære kategorier av betongblokkankre , hver bruker en annen mekanisme for å utvikle holdestyrke innenfor eller gjennom CMU-strukturen. Å forstå hver type arbeidsprinsipp er avgjørende for å matche ankeret til applikasjonen.
1. Hylseankre
Hylseankere er blant de mest allsidige betongblokkankre for applikasjoner med middels belastning. Et hylseanker består av en gjenget bolt omgitt av en segmentert metallhylse. Når mutteren er strammet, trekker bolten en kjegleformet ekspander oppover i hylsen, og tvinger hylsesegmentene utover mot det omgivende materialet. I CMU-blokken må hylseankre kun installeres i frontskallet - ekspansjonen må skje innenfor skalltykkelsen, ikke i tomrommet. Hylseankre er tilgjengelige i diametre fra 1/4 tomme til 3/4 tomme og lengder fra 2 tommer til 8 tommer. I standardvekt CMU oppnår et 3/8-tommers hylseanker et strekkuttrekk på omtrent 1300 til 1900 lbs avhengig av innstøpingsdybde og blokkstyrke.
2. Slå boltankre (hulvegg-ankre)
Slå boltankre er de mest hensiktsmessige betongblokkankre når tomrommet i blokkkjernen må brukes til lastoverføring. En vippebolt passerer gjennom et boret hull i frontskallet, og de fjærbelastede eller gravitasjonsvippevingene åpner seg bak skallveggen i den hule kjernen. Når bolten er strammet, ligger vingene mot innsiden av skallet - og fordeler belastningen over et større område enn borehullet alene. Vippebolter i blokken er vurdert for 50 til 200 lbs skjærkraft per anker avhengig av skalltykkelse og vippevingestørrelse. De er egnet for ikke-strukturelle bruksområder: hyllebraketter, lysarmaturer, ledningsstropper og lignende.
3. Skrueankre (murskruer / Tapcon-stil)
Murskrueankere - noen ganger generisk kalt Tapcon-stil ankere - er herdede stålskruer med et spesialisert hi-lo gjengemønster som skjærer direkte inn i forhåndsborede hull i betong eller blokk uten å kreve en separat ankerkropp. I CMU-blokkapplikasjoner fungerer murskruer best når de drives inn i den solide banen eller tverrstagmaterialet i stedet for frontskallet, ettersom gjengeinngrepet krever en minimal materialdybde. Standard 3/16-tommers murskruer oppnår omtrent 200 til 500 lbs skjærkraft og 100 til 350 lbs spenning i normalvekts CMU, avhengig av innstøpingsdybde (minimum 1 tomme, optimalt 1,5 til 1,75 tommer). Disse er blant de raskest installerende betongblokkankre — ingen separat ankerkropp kreves, kan fjernes og gjenbrukes i samme hull opptil ca. 5 ganger før gjengeinngrepet degraderes.
4. Lim / epoksyankre
Selvklebende ankere for betongblokk bruk to-komponent epoksy eller hybrid polyesterharpiks injisert i et boret hull via en statisk blandedyse før en gjenget stang eller armeringsjern settes inn. Epoksy-ankre i CMU-blokken krever silrør - nettingsylindere satt inn i hullet før limet - fordi det hule tomrommet ellers ville tillate den flytende epoksyen å strømme inn i kjernen i stedet for å binde seg til hullveggene. Skjermrøret begrenser limet innenfor ansiktsskalldybden. Epoksy-forankret gjenget stang (1/2-tommers diameter) i normalvekts CMU med silrør oppnår strekkverdier på 2500 til 5000 lbs etter full herding — den høyeste belastningsgraden tilgjengelig for individ betongblokkankre . Herdetiden varierer fra 20 minutter ved 70°F til 4 timer ved 40°F, og må være helt utløpt før lasting.
5. Hammer-sett Anchors (drivankere)
Hammersatte ankere (også kalt drivankere eller spikerankere) er det raskeste installasjonsalternativet for lett bruk forankring av betongblokk . En forhåndsmontert spiker drives gjennom en metallhylse satt inn i et forhåndsboret hull; spikeren utvider hylsen mot hullveggen. I CMU-applikasjoner må hammersett-ankre kun brukes i de solide delene av blokken (ansiktsskall eller bane) og er begrenset til lette skjærbelastninger - typisk 100 til 400 lbs i skjærkraft og 50 til 200 lbs i strekk avhengig av størrelse (tilgjengelig i 1/4-tommers og 3/8-tommers diameter). De er ikke avtagbare når de er satt og er best egnet for permanente, ikke-kritiske fester som rørankre, furring strips og lignende applikasjoner.
6. Gjennomgående boltankre
Gjennomgående boltankre før en gjenget stang eller bolt helt gjennom hele tykkelsen av CMU-veggen, med en lagerplate eller mutter på hver side. Denne metoden omgår hulkjernebegrensningen helt ved å støtte seg mot hele veggmontasjen i stedet for å stole på ankerinngrep i et enkelt frontskall. Gjennomgående bolter oppnår den høyeste belastningen av noen betongblokkanker metode - en 1/2-tommers gjenget stang gjennom en standard 8-tommers CMU-vegg med 3-tommers firkantede lagerplater kan utvikle strekkbelastninger som overstiger 10 000 lbs før blokk- eller stangfeil. Begrensningen er tilgang — begge sider av veggen skal være tilgjengelige, noe som ikke er mulig i ferdige vegger eller vegger mot grad.
Hvilken betongblokkankertype fungerer best for hver applikasjon?
Velge det optimale betongblokkanker krever at ankerets lastekapasitet og installasjonsmetode tilpasses de spesifikke applikasjonskravene. Tabellen nedenfor sammenligner alle seks typene på tvers av kriteriene som betyr mest i feltet.
| Ankertype | Typisk strekkbelastning | Typisk skjærbelastning | Installer hastighet | Avtakbar | Beste applikasjon |
| Hylseanker | 1300 – 1900 lbs | 1000 – 2500 lbs | Rask | Ja | Strukturelle braketter, rekkverk, utstyr |
| Slå bolt | 50 – 200 lbs | 75 – 250 lbs | Moderat | Bare bolt | Lysarmaturer, hyllebraketter, kanal |
| Murskrue | 100 – 350 lbs | 200 – 500 lbs | Veldig fort | Ja (limited) | Pelslister, dørkarmer, stropper |
| Epoksy / lim | 2500 – 5000 lbs | 3000 – 6000 lbs | Sakte (herdetid) | Nei | Armeringsdybler, tunge strukturelle forbindelser |
| Hammer-Set | 50 – 200 lbs | 100 – 400 lbs | Raskest | Nei | Rør, furring strips, permanent trim |
| Gjennomgående bolt | 5 000 – 10 000 lbs | 5 000 – 12 000 lbs | Sakte | Ja | Ledger boards, strukturelle bjelkeforbindelser |
Tabell 1: Ytelse og brukssammenligning av seks betongblokkankertyper etter belastningskapasitet, installasjonshastighet, avtakbarhet og best mulig bruk.
Hvordan installere betongblokkankre riktig
Riktig montering av betongblokkankre er like viktig som å velge riktig type - et feil installert anker av enhver type vil yte under nominell kapasitet, noen ganger dramatisk. Følgende trinn gjelder for alle typer mekaniske anker; selvklebende ankere har tilleggskrav beskrevet separat.
Generelle installasjonstrinn for mekaniske betongblokkankre
- Finn det faste materialet: Før du borer, bruk en stendersøker satt til AC- eller murmodus, eller bank på veggoverflaten for å identifisere plasseringen av blokkbanen og de solide seksjonene av frontskallet. Merk boreplasser i det faste materialet, ikke i den hule kjernen eller ved mørtelfuger. Mørtelfugestyrken er bare 40 til 60 prosent av blokkstyrken - forankring i mørtelfuger reduserer kapasiteten proporsjonalt.
- Velg riktig bor: Bruk en murbit med karbidspiss dimensjonert i henhold til ankerprodusentens spesifikasjoner. For de fleste betongblokkankre , passer bitsdiameteren til ankerkroppens diameter for mekaniske typer, eller er 1/16 tomme større enn den gjengede stangen for selvklebende ankere. Standard bor vil ikke kutte murverk og vil overopphetes og svikte.
- Bruk hammerboringsmodus: Sett boret til hammerboringsmodus for all CMU-boring. En roterende drill vil fungere, men er betydelig tregere og genererer mer varme, noe som kan føre til at borkroner blir sløve og hull for store på grunn av varmeekspansjon. Et 1/2-tommers hull i standard CMU bør ta omtrent 15 til 30 sekunder i hammermodus.
- Bor til riktig dybde: Bor minst 1/2 tomme dypere enn den nødvendige forankringsdybden for anker for å tillate oppsamling av borestøv ved bunnen av hullet. Utilstrekkelig dybde hindrer ankeret i å nå full nedgraving, noe som reduserer lastekapasiteten.
- Rengjør hullet grundig: Blås ut alt støv og rusk med trykkluft (minimum to omganger) og børst hullet med en stålbørste (minimum to omganger). Borestøv som er igjen i hullet er den vanligste årsaken til ankerytelse under rangert i både mekaniske og limsystemer. For selvklebende ankere må hullet også være helt tørt.
- Installer og drei til spesifikasjonen: Sett inn ankeret og bruk produsentens anbefalte installasjonsmoment. Under-moment gjør utvidelsen ufullstendig; overmoment kan knekke ansiktsskallet. De fleste 3/8-tommers hylseankre i CMU spesifiserer 25 til 35 ft-lbs installasjonsmoment.
Ytterligere trinn for installasjon av epoxyanker i CMU-blokken
- Sett inn skjermrøret: Skyv trådnettet skjermrøret inn i det rensede hullet slik at det bunner ut. Silrøret må passe med hulldiameteren og være langt nok til å strekke seg fra bunnen til innenfor 1/4 tomme fra hullåpningen.
- Dispenser og kast de første 2 tommerne med blandet lim: Det første materialet som dispenseres gjennom en ny blandedyse er ufullstendig blandet. Tøm alltid de første 2 tommerne på papp før du injiserer inn i hullet. Bruk av delvis blandet lim resulterer i betydelig redusert bindestyrke.
- Fyll nedenfra og opp: Sett munnstykket inn i bunnen av skjermrøret og trekk det sakte ut mens du dispenserer. Fyll hullet til omtrent 2/3 fullt — gjengestangen fortrenger volumet når det settes inn og overflødig lim vil flyte over hullet ved riktige fyllnivåer.
- Sett inn og vri gjengestangen: Skyv den gjengede stangen gjennom silrøret med en langsom rotasjon for å sikre fullstendig klebende kontakt på alle gjengeoverflater. Ikke forstyrr stangen før produsentens herdetid er helt utløpt.
- Observer full herding før lasting: Epoksy-ankersystemer har temperaturavhengige herdetider. Ved 70°F herder de fleste systemer på 45 til 90 minutter. Ved 40°F strekker herdetiden seg til 4 til 6 timer. Lasting av et epoksy-anker før full herding er fullført, kan resultere i uttrekksverdier så lave som 20 til 30 prosent av den nominelle kapasiteten.
Hvilket materiale bør betongblokkankre være laget av?
Materialespesifikasjonen til en betongblokkanker bestemmer dens langsiktige korrosjonsbestandighet og bærende holdbarhet - spesielt i utvendige, våte eller kjemisk aggressive miljøer der et korroderende anker kan svikte år før dets mekaniske vurdering tilsier.
| Material | Korrosjonsmotstand | Styrke | Egnede miljøer | Relativ kostnad |
| Forsinket karbonstål | Lav – kun egnet for tørt interiør | Høy | Kun tørre innervegger | Laveste |
| Varmgalvanisert stål | Moderat — suitable for general exterior | Høy | Eksteriør, overbygd, ikke-marin | Lav-moderat |
| 304 rustfritt stål | Bra — motstår det meste av atmosfærisk korrosjon | Høy | Eksteriør, lett industri, mild marine | Moderat |
| 316 Rustfritt stål | Utmerket - motstår kloridmiljøer | Høy | Marin, kyst, kjemisk eksponering | Høy |
| Nylon / plast kropp | Utmerket - immun mot korrosjon | Lav - kun lett bruk | Vått interiør, lett eksteriør, kjemisk | Veldig lavt |
Tabell 2: Materialvalgveiledning for betongblokkankre etter korrosjonsmotstand, styrke, egnet miljø og relative kostnader.
For eksteriør betongblokkanker bruksområder - støttemurer, gjerdestolper, utvendige koblinger - varmgalvanisert eller 304 rustfritt stål er minimumsspesifikasjonen. I kystmiljøer innenfor 1000 fot fra saltvann, kreves 316 rustfritt stål. Selve CMU-blokken er alkalisk (pH 12 til 13), noe som akselererer korrosjon av ubeskyttede karbonstålankre selv på innvendige steder hvis det er fuktighet.
Hvordan beregne antall betongblokkankre som trengs
Riktig beregning av ankermengde for en betongblokkanker installasjon krever at man bruker en sikkerhetsfaktor på arbeidsbelastningen – publiserte ankerlastklassifiseringer er endelige feilverdier, ikke sikre arbeidsbelastninger. Design aldri en installasjon til den publiserte maksimale lastverdien.
Sikkerhetsfaktorkrav etter applikasjonstype
| Søknadstype | Minimum sikkerhetsfaktor | Arbeidsbelastning = Ultimate / Faktor | Eksempel |
| Statisk ikke-strukturell (hyller, kanal) | 4:1 | 25 % av endelig vurdering | 1600 lb ultimate = 400 lb arbeidsbelastning |
| Strukturelt (rekkverk, braketter, rammer) | 5:1 | 20 % av endelig vurdering | 1600 lb ultimate = 320 lb arbeidsbelastning |
| Livssikkerhet (overhead, seismikk, fallstopp) | 10:1 | 10 % av endelig vurdering | 1600 lb ultimate = 160 lb arbeidsbelastning |
| Seismisk design (IBC/ASCE 7-regioner) | Per ICC-ES ESR rapportverdier | Bruk ACI 318 Appendix D designmetode | Krever lisensiert ingeniørgjennomgang |
Tabell 3: Krav til sikkerhetsfaktor for betongblokkankerlastberegninger etter brukskategori, med eksempler på utledning av arbeidslast.
Praktisk eksempel: Et veggmontert oppbevaringsstativ gir en total belastning på 600 pund på fire betongblokkankre i skjæring. Med en sikkerhetsfaktor på 4:1 krever hvert anker en arbeidsskjærkapasitet på minst 600 ÷ 4 ÷ 4 = 37,5 lbs per anker mot arbeidsbelastningen (eller ankeret må ha en maksimal skjærkraft på minst 150 lbs hver). En standard 3/16-tommers murskrue vurdert til 200 til 300 lbs ultimat skjærkraft vil komfortabelt oppfylle dette kravet med margin. For et strukturelt rekkverk med en designpunktbelastning på 250 lb og en sikkerhetsfaktor på 5:1, trenger hvert anker 1250 lbs ultimat skjærkraft - som krever minst et 3/8-tommers hylseanker eller epoxyanker.
Ofte stilte spørsmål om betongblokkankre
Kan standard betongekspansjonsankere brukes i betongblokk?
Standard ekspansjonsankre i kilestil designet for solid betong bør ikke brukes i CMU-blokk uten å verifisere at innstøpingssonen er helt innenfor fast materiale - ansiktsskallet eller banen. Hvis ekspansjonssonen faller i den hule kjernen, vil ikke ankeret utvikle nominelle belastningsverdier og kan svikte ved 10 til 20 prosent av nominell kapasitet. For de fleste CMU-applikasjoner er hylseankere, murskruer eller epoksysystemer mer passende valg enn standard kileankre.
Hvor nær kanten av en blokk kan betongblokkankre monteres?
Minste kantavstand for betongblokkankre er typisk 1,5 til 2 ganger ankerdiameteren fra nærmeste blokkkant, og minimum 3 til 4 ankerdiametre fra et tilstøtende anker (senter til senter avstand). Installasjon nærmere en blokkkant risikerer å splitte ansiktsskallet under ekspansjonskrefter. For epoksyankere er minimum kantavstand typisk 3 ganger ankerdiameteren. Se alltid ankerprodusentens tekniske datablad for de spesifikke minimumskant- og avstandskravene for anker- og blokktypen som brukes.
Fungerer betongblokkankre i lett eller luftet blokk?
Lettvekts CMU (tetthet under 105 pcf) og luftautoklavert betong (AAC-blokk) har betydelig lavere trykk- og strekkstyrke enn normalvekts CMU. Publiserte ankerlastverdier for normalvekts CMU gjelder ikke for lettvekts- eller AAC-blokker – faktiske uttrekksverdier kan være 40 til 60 prosent lavere. For AAC-blokk spesifikt skal kun ankere som er testet og har ICC-ES-evalueringstjenesterapporter for AAC brukes, som standard betongblokkanker design kan trekke seg ut ved belastninger langt under sikre arbeidsgrenser i dette underlaget.
Hvilken borkronestørrelse er nødvendig for montering av betongblokkanker?
Riktig borekronestørrelse matcher ankerkroppens diameter nøyaktig for mekaniske ekspansjonsankere - et 3/8-tommers hylseanker krever en 3/8-tommers karbid-murbit. For murskruer er biten vanligvis 1/16 tomme mindre enn skruens største gjengediameter - en 3/16-tommers murskrue bruker en 5/32-tommers bit. For epoksy-ankersystemer med gjenget stang, er biten 1/16 tomme større enn stangen - 1/2-tommers gjenget stang bruker en 9/16-tommers bit. Bruk av feil bitdiameter er en av de vanligste installasjonsfeilene og kompromitterer direkte ankerytelsen i begge retninger: overdimensjonerte hull reduserer ekspansjonseffektiviteten; underdimensjonerte hull forhindrer full innstøping.
Kan betongblokkankre fjernes og gjenbrukes?
Hylseankere and through-bolt systems are removable — the nut is removed and the bolt withdrawn, leaving the sleeve in the hole. The sleeve itself cannot be reused in the same hole but the bolt and nut can be reused in a new installation. Masonry screws can be removed and the same screw reinstalled in the same hole approximately 3 to 5 times before thread engagement degrades to the point where load ratings are no longer reliable. Hammer-set anchors and epoxy adhesive anchors are permanently installed and cannot be removed without destroying the anchor and damaging the surrounding block material. If temporary fastening is required, sleeve anchors or masonry screws are the correct choice.
Er betongblokkankere egnet for overhead (strekk)belastning?
Alle betongblokkankre kan lastes i strekk (overhead eller uttrekksretning), men overhead lasting i en livssikkerhetsapplikasjon krever teknisk gjennomgang. Overhead belastning introduserer dynamiske og slagbelastningshensyn som statiske klassifiseringer ikke tar hensyn til. For overliggende konstruksjonsapplikasjoner – undertak, overliggende utstyr, fallsikringsankerpunkter – bør kun ankere med spesifikke ICC-ES-evalueringsrapporter for seismikk eller overliggende bruk spesifiseres, og installasjonen må utføres av en kvalifisert entreprenør. Sikkerhetsfaktoren for overliggende livssikkerhetsankere er minimum 10:1, noe som begrenser selv et høyt rangert 3/8-tommers hylseanker (1600 lb ultimat spenning) til en 160 lb arbeidsbelastning over hodet.
Konklusjon: Velge og installere riktige betongblokkankre
Hele spekteret av betongblokkankre – fra et hammersett drivanker på $0,30 for en ledningsstropp til et fullstendig konstruert epoksy-ankersystem for en strukturell hovedbokforbindelse – alle deler det samme grunnleggende kravet: ankeret må være tilpasset blokktypen, hulromsgeometrien, den påførte belastningen og miljøforholdene. Ingen enkelt ankertype yter optimalt på tvers av alle applikasjoner, og forskjellen mellom riktig og feil valg er ikke et spørsmål om inkrementell ytelsesreduksjon – det er forskjellen mellom et system som fungerer sikkert i flere tiår og et som svikter katastrofalt ved en brøkdel av den tiltenkte belastningen.
For lette innvendige installasjoner tilbyr murskruer den beste kombinasjonen av hastighet, justerbarhet og tilstrekkelig lastekapasitet. For middels kraftige strukturelle applikasjoner i tilgjengelig ansiktsskallmateriale, gir hylseankre pålitelig ytelse med enkel installasjon. For de strukturelle forbindelsene med høyest belastning eller hvor den hule kjernen må kobles inn, er epoksy-ankre med silrør løsningen av ingeniørkvalitet. Og når begge sider av veggen er tilgjengelige og maksimal belastning kreves, eliminerer gjennomgående boltforankring med lagerplater begrensningene ved forankring kun med ansiktsskall.
Bruk alltid passende sikkerhetsfaktorer, spesifiser riktig materialkvalitet for miljøet, rengjør borehull grundig før installasjon, og kontakt en autorisert konstruksjonsingeniør for enhver bruk av livssikkerhet eller seismisk design av betongblokkankre . Investeringen i korrekt spesifikasjon gir utbytte i pålitelig, langsiktig ytelse for hver forbindelse ankeret betjener.
