建設に関する懸念: コンクリートと石材のアンカー

記事と写真：グレゴリー・ハベル

建物の木造軸組に何かを取り付けるときは、釘やネジを使います。 これらはシンプルで簡単に理解できます。 釘とネジのせん断強度は同等ですが、張力や振動下ではネジの方がより確実に保持できます。

コンクリート、石材、さらには漆喰の壁や天井に何かを取り付ける必要がある場合、それはそれほど単純ではありません。 これらの素材にはファスナー用の穴を開ける必要があり、素材が十分に硬いため、ファスナーがうまくグリップしない可能性があります。 数百年前に開発された解決策は、石材やコンクリートの穴を、留め具を保持すると同時に拡張して穴の内側を掴む材料のプラグで埋めることでした。

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木材は、釘、ペグ、またはネジを受け入れるための石積みのアンカーとして使用された最も初期の材料でした。 場合によっては、モルタルを固めた後に石積みに穴を開け（またはモルタルの接合部に穴を残すこともあり）、木栓を削ってその穴に合わせて打ち込みます。 場合によっては、モルタル接合部のレンガの間に木の屋根板を敷くこともありました。 写真 1 は、レンガ全体を置き換えるために壁に置かれ、木ラスと漆喰の焼成ストリップを取り付けるために使用された、粗く挽かれた 2 × 4 の一部を示しています。 そして窓枠を支えるために壁に 1 × 8 材を敷きました。 これらの木製アンカーの中には、100 年以上設置されているものもありますが、設置時に木材が乾燥していて、水や虫害にさらされていなければ、まだ良好な状態です。 木製アンカーが腐ったり虫害を受けたりすると、すぐに緩んで壊れてしまいます。 火にさらされると燃えます。 レンガのワイスを置き換えた釘打ち機が火にさらされると、釘打ち機が燃えて壁に弱い面ができます。これは、落ちる場所を指示するために木に切り込んだ切り込みのようなものです。 木製アンカーは建設現場ではもう使用されていませんが、古い建物の多くは木製アンカーを使用して組み立てられており、個々の木製プラグや釘打機の状態は通常、故障するまでわかりません。

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リードアンカー（写真2、A、B）は、ボルトやネジに使用するために開発されました。 鉛は耐食性があり、腐ることはありません。 延性と可鍛性があるため、容易に拡張して穴の内側をしっかりと掴み、ネジやボルトのネジ山にしっかりと適合しますが、応力や振動により時間の経過とともに変形したり緩んだりする可能性があります。 鉛の融点は 621oF (327oC) であるため、鉛のアンカーは火の中で溶けて、保持しているものを放出します。 いくつかのタイプのリードアンカーはまだ入手可能ですが、緩む傾向があるため、今日ではほとんど使用されていません。 融点が低い。 そして鉛の毒性。 しかし、何百万ものそれらは何年も前に設置され、今でも機能しています。 以前は、写真 2 に示されているほとんどのスタイルとサイズで入手可能でした。

ZAMAC アンカー (写真 2 CJ) は従来の鉛アンカーに似ていますが、軽量で、亜鉛合金からダイカストで作られており、アンカーの特性を変えるために少量のアルミニウム、マグネシウム、銅 (したがってこの名前が付けられています) が添加されています。金属。 これらのアンカーには数十のスタイルとサイズがあり、金物店や工業用品店で入手できます。

プラスチック製アンカー (写真 2 K) は、コンクリート、石材、石膏、乾式壁ボードに軽い荷重を保持するために、ネジや釘と併用するために 1950 年代に開発されました。 これらは耐食性があり腐ることはなく、さまざまなサイズが用意されています。 また、安価であり、設計された目的に対して十分に機能します。 使いやすいため、設計が許容する以上の重量を保持するためによく使用されます。 火の中で彼らは、持っているものを柔らかくしたり、溶かしたり、燃やして解放します。 これらのアンカーは何百万ものもので、電気ボックス、電線管ストラップ、照明器具、額縁、タオル掛けなど、住宅、商業、または工業用の建物にあるほぼあらゆる種類のハードウェアを支えています。

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スチール製アンカーは、目的に応じてさまざまなサイズと種類が用意されています（写真3）。 ほとんどのスチール製アンカーは、耐食性を高めるためにカドミウムまたは亜鉛 (以前は鉛) でメッキされています。 これらのスチール製アンカーは最大の強度を提供し、応力や振動によって緩む可能性が最も低くなります。 融点が 1,800 ～ 2,600 °F (982 ～ 1427 °C) であるため、火災の際に荷重が放出される可能性が最も低くなります。 一部のタイプのスチール アンカーは、腐食環境での使用のためにステンレス鋼で入手できます。

エポキシおよびセメント化合物は、コンクリートや石材にアンカー ボルトを固定するためにも使用されます。 適切なサイズの穴が開けられ、ほこりや破片をすべて取り除くために掃除されます。 ボルトは適切な深さまで差し込まれています。 2 液性エポキシ コンパウンドを混合し、二重シリンジまたはコーキング ガンから穴とアンカー ボルトの間の空間に注入します。 別の方法では、ボルト固定セメント（水硬性セメント）を水と混合し、アンカーボルトの周囲の穴に注入します。 エポキシ化合物またはボルトセメントは、鋼とコンクリートまたは石材の両方に結合し、硬化すると膨張します。

アンカーの各タイプとスタイルは、特定の用途に最適に機能します。 一部のタイプは死荷重のみを対象としています。 振動で緩むものもある。 他のものは、引張荷重ではなく、せん断荷重のみを対象としています。 また、一部はオーバーヘッド負荷をサポートするために使用すべきではありません。

ほとんどの請負業者や職人は、目的の用途に応じて適切なタイプとサイズのアンカーを使用するのに十分な知識を持っています。 残念ながら、DIY を行う人や店員の多くは、実用性やエンジニアリングよりも外観やパッケージングを重視しており、選択する前に十分なリサーチを行う可能性は低いです。

コンクリートや石材に使用される現在のアンカー システムの詳細については、インターネットで次の検索を行ってください。

これらのアンカー システムには、形鋼や重機をコンクリート基礎に取り付けるために使用されるアンカー ボルトは含まれていません。 これらは通常、コンクリート基礎を注入するときに埋め込まれますが、これについてはまた別の機会に説明します。