Welche Betonblockanker eignen sich für Ihr Projekt? Eine vollständige Auswahl- und Installationsanleitung

Das Richtige Betonblockanker hängen von der Lastart, der Dichte des Blockmaterials und davon ab, ob der Anker in der Vorderschale, im Steg oder im Hohlkern des Blocks verwendet wird – und die Wahl des falschen Typs kann zu Auszugsversagen bei einem Bruchteil der Nennlast führen. Betonblockanker (auch CMU-Anker, Mauerwerksanker oder Hohlblock-Befestigungselemente genannt) sind mechanische oder klebende Befestigungssysteme, die speziell für die Sicherung struktureller und nicht struktureller Verbindungen an Wänden, Halteblöcken und Zierblöcken aus Betonmauerwerkseinheiten (CMU) entwickelt wurden. Dieser Leitfaden behandelt alle wichtigen Ankertypen, ihre Tragfähigkeiten, Installationsanforderungen und die entscheidenden Unterschiede zwischen ihnen, damit Sie gleich beim ersten Mal das richtige Befestigungselement auswählen und installieren können.

Was unterscheidet Betonblockanker von Massivbetonankern?

Betonblockanker müssen anders konstruiert werden als Befestigungselemente aus Vollbeton, da CMU-Blöcke hohl sind – typischerweise 50 bis 75 Prozent Hohlraum – was bedeutet, dass ein Standard-Spreizdübel, der sich gegen das umgebende Material verkeilt, entweder die dünne Außenschale reißt oder vollständig durch den Hohlraum zieht. Standard-Spreizdübel aus Beton sind auf den seitlichen Druck gegen eine durchgehende Materialmasse angewiesen; CMU-Wände stellen diese Masse an der Ankerstelle nicht bereit, es sei denn, der Anker ist speziell so konstruiert, dass er sich über die Blockgeometrie erstreckt oder an ihr anliegt.

Die drei strukturellen Herausforderungen, die einzigartig sind Blockverankerung sind:

• Dünne Gesichtsschalen: Standard-CMU-Gesichtsschalen sind nur 1,25 bis 1,5 Zoll (32 bis 38 mm) dick – unzureichende Auflagefläche für hohe Expansionskräfte
• Hohlkerne: Der Hohlraum hinter der Gesichtsschale bietet kein Material, gegen das mechanische Anker anliegen können, es sei denn, die Ankerkonstruktion berücksichtigt dies ausdrücklich
• Variable Blockstärke: Die Druckfestigkeit von CMU reicht von 1.000 psi bei leichten dekorativen Blöcken bis zu über 3.000 psi bei dichten Strukturblöcken, was eine auf den jeweiligen Blocktyp abgestimmte Ankerauswahl erfordert
• Eingriff in die Mörtelfuge: Anker, die in oder in der Nähe von Mörtelfugen platziert werden, greifen in schwächeres Material als die Blockoberfläche ein und verringern so den Auszugswiderstand erheblich

Wie viele Arten von Betonblockankern gibt es?

Es gibt sechs Hauptkategorien von Betonblockanker Jeder nutzt einen anderen Mechanismus, um die Haltekraft innerhalb oder durch die CMU-Struktur zu entwickeln. Um den Anker an die Anwendung anzupassen, ist es wichtig, das Funktionsprinzip jedes Typs zu verstehen.

1. Hülsenanker

Hülsenanker gehören zu den vielseitigsten Betonblockanker für mittellastige Anwendungen. Ein Hülsenanker besteht aus einem Gewindebolzen, der von einer segmentierten Metallhülse umgeben ist. Beim Anziehen der Mutter zieht die Schraube einen kegelförmigen Spreizer nach oben in die Hülse und drückt die Hülsensegmente nach außen gegen das umgebende Material. Bei CMU-Blöcken dürfen Hülsenanker nur in der Vorderschale installiert werden – die Ausdehnung muss innerhalb der Schalendicke erfolgen, nicht im Hohlraum. Hülsenanker sind in Durchmessern von 1/4 Zoll bis 3/4 Zoll und Längen von 2 Zoll bis 8 Zoll erhältlich. Bei CMU mit Standardgewicht erreicht ein 3/8-Zoll-Hülsenanker je nach Einbettungstiefe und Blockfestigkeit eine Zugauszugskraft von etwa 1.300 bis 1.900 Pfund.

2. Kniehebelanker (Hohlwandanker)

Bolzenanker umschalten sind am besten geeignet Betonblockanker wenn der Hohlraum im Blockkern zur Lastabtragung genutzt werden muss. Ein Knebelbolzen verläuft durch ein Bohrloch in der Gesichtsschale, und die federbelasteten oder schwerkraftbelasteten Knebelflügel öffnen sich hinter der Schalenwand im Hohlkern. Beim Anziehen der Schraube stützen sich die Flügel auf der Innenseite des Gehäuses ab und verteilen so die Last auf eine größere Fläche als nur auf das Bohrloch allein. Kniehebelbolzen im Block sind je nach Schalendicke und Kniehebelflügelgröße für eine Scherkraft von 50 bis 200 Pfund pro Anker ausgelegt. Sie eignen sich für nichttragende Anwendungen: Regalhalterungen, Beleuchtungskörper, Leitungsbänder und Ähnliches.

3. Schraubanker (Mauerwerksschrauben / Tapcon-Stil)

Schraubanker für Mauerwerk – manchmal allgemein als Tapcon-Anker bezeichnet – sind gehärtete Stahlschrauben mit einem speziellen Hi-Lo-Gewindemuster, die direkt in vorgebohrte Löcher in Beton oder Block schneiden, ohne dass ein separater Ankerkörper erforderlich ist. Bei CMU-Blockanwendungen funktionieren Mauerwerksschrauben am besten, wenn sie in das massive Steg- oder Querstrebenmaterial und nicht in die Stirnschale eingedreht werden, da der Gewindeeingriff eine minimale Materialtiefe erfordert. Standardmäßige 3/16-Zoll-Mauerwerksschrauben erreichen in CMU mit normalem Gewicht eine Scherkraft von etwa 200 bis 500 Pfund und eine Zugkraft von 100 bis 350 Pfund, abhängig von der Einbettungstiefe (mindestens 1 Zoll, optimal 1,5 bis 1,75 Zoll). Diese gehören zu den am schnellsten installierbaren Betonblockanker — Kein separater Ankerkörper erforderlich, abnehmbar und bis zu etwa fünfmal im selben Loch wiederverwendbar, bevor der Gewindeeingriff nachlässt.

4. Klebe-/Epoxidanker

Klebeanker Für Betonblöcke werden zweikomponentige Epoxid- oder Hybrid-Polyesterharze verwendet, die über eine Statikmischdüse in ein Bohrloch eingespritzt werden, bevor eine Gewindestange oder Bewehrungsstange eingesetzt wird. Epoxidanker in CMU-Blöcken erfordern Siebrohre – Drahtgeflechtzylinder, die vor dem Kleben in das Loch eingeführt werden –, da der Hohlraum sonst dazu führen würde, dass das flüssige Epoxidharz in den Kern fließt, anstatt sich mit den Lochwänden zu verbinden. Das Siebrohr begrenzt den Klebstoff innerhalb der Tiefe der Gesichtsschale. Mit Epoxidharz verankerte Gewindestange (1/2 Zoll Durchmesser) in normalgewichtigem CMU mit Siebrohr erreicht Zugwerte von 2.500 bis 5.000 Pfund nach vollständiger Aushärtung – die höchsten verfügbaren Belastungswerte für Einzelpersonen Betonblockanker . Die Aushärtezeit variiert zwischen 20 Minuten bei 70 °F und 4 Stunden bei 40 °F und muss vor dem Laden vollständig abgelaufen sein.

5. Schlaganker (Einschlaganker)

Einschlaganker (auch Schlaganker oder Nagelanker genannt) sind die am schnellsten zu installierende Option für leichte Beanspruchung Betonblockverankerung . Ein vormontierter Nagel wird durch eine Metallhülse getrieben, die in ein vorgebohrtes Loch eingeführt wird; Der Nagel spreizt die Hülse gegen die Lochwand. Bei CMU-Anwendungen dürfen Hammerschlaganker nur in den massiven Abschnitten des Blocks (Stirnschale oder Steg) verwendet werden und sind auf leichte Scherlasten beschränkt – typischerweise 100 bis 400 Pfund Scherung und 50 bis 200 Pfund Zug, je nach Größe (erhältlich in den Durchmessern 1/4 Zoll und 3/8 Zoll). Sie können nach dem Aushärten nicht mehr entfernt werden und eignen sich am besten für dauerhafte, unkritische Befestigungen wie Leitungsanker, Pelzleisten und ähnliche Anwendungen.

6. Durchsteckanker

Durchsteckanker Führen Sie eine Gewindestange oder einen Bolzen vollständig durch die gesamte Dicke der CMU-Wand, mit einer Lagerplatte oder Mutter auf jeder Seite. Diese Methode umgeht die Hohlkernbeschränkung vollständig, indem sie an der gesamten Wandbaugruppe anliegt, anstatt sich auf den Ankereingriff innerhalb einer einzelnen Gesichtsschale zu verlassen. Durchgangsschrauben erreichen die höchsten Tragzahlen aller Zeiten Betonblockanker Methode: Eine 1/2-Zoll-Gewindestange durch eine standardmäßige 8-Zoll-CMU-Wand mit quadratischen 3-Zoll-Lagerplatten kann Zugbelastungen von mehr als 3 Zoll entwickeln 10.000 Pfund vor Block- oder Stangenversagen. Die Einschränkung liegt im Zugang – beide Seiten der Wand müssen erreichbar sein, was bei fertigen Wänden oder Wänden gegen das Gefälle nicht möglich ist.

Welcher Betonblockankertyp eignet sich für jede Anwendung am besten?

Auswahl des Optimalen Betonblockanker erfordert die Anpassung der Tragfähigkeit und der Installationsmethode des Ankers an die spezifischen Anwendungsanforderungen. Die folgende Tabelle vergleicht alle sechs Typen anhand der Kriterien, die in diesem Bereich am wichtigsten sind.

Tabelle 1: Leistungs- und Anwendungsvergleich von sechs Betonblockankertypen nach Tragfähigkeit, Installationsgeschwindigkeit, Entfernbarkeit und bestem Anwendungsfall.

So installieren Sie Betonblockanker richtig

Korrekte Installation von Betonblockanker ist genauso wichtig wie die Auswahl des richtigen Typs – ein falsch installierter Anker jeglicher Art weist eine Leistung auf, die unter der Nennkapazität liegt, manchmal sogar dramatisch. Die folgenden Schritte gelten für alle mechanischen Ankertypen; Für Klebeanker gelten zusätzliche Anforderungen, die gesondert aufgeführt werden.

Allegemeine Installationsschritte für mechanische Betonblockanker

1. Suchen Sie das feste Material: Verwenden Sie vor dem Bohren einen Bolzensucher, der auf Wechselstrom- oder Mauerwerksmodus eingestellt ist, oder klopfen Sie auf die Wandoberfläche, um die Position der Blocksteg- und Frontschalen-Vollabschnitte zu ermitteln. Bohrstellen im Vollmaterial markieren, nicht im Hohlkern oder an Mörtelfugen. Die Festigkeit der Mörtelfuge beträgt nur 40 bis 60 Prozent der Blockfestigkeit – die Verankerung in Mörtelfugen verringert die Tragfähigkeit proportional.
2. Wählen Sie den richtigen Bohrer: Verwenden Sie einen Steinbohrer mit Hartmetallspitze, dessen Größe den Spezifikationen des Ankerherstellers entspricht. Für die meisten Betonblockanker , der Bohrerdurchmesser entspricht dem Durchmesser des Ankerkörpers bei mechanischen Typen oder ist 1/16 Zoll größer als der Gewindestab bei Klebeankern. Standardbohrer schneiden kein Mauerwerk, überhitzen und versagen.
3. Verwenden Sie den Hammerbohrmodus: Stellen Sie Ihre Bohrmaschine für alle CMU-Bohrungen auf den Hammerbohrmodus ein. Ein rein rotierender Bohrer funktioniert zwar, ist aber deutlich langsamer und erzeugt mehr Wärme, was zu einer Abstumpfung des Bohrers und einer Übergröße des Lochs durch Wärmeausdehnung führen kann. Ein 1/2-Zoll-Loch in Standard-CMU sollte im Hammermodus etwa 15 bis 30 Sekunden dauern.
4. Auf die richtige Tiefe bohren: Bohren Sie mindestens 1/2 Zoll tiefer als die erforderliche Ankereinbettungstiefe, um eine Ansammlung von Bohrstaub am Lochboden zu ermöglichen. Eine unzureichende Tiefe verhindert, dass der Anker vollständig verankert wird, wodurch die Tragfähigkeit verringert wird.
5. Reinigen Sie das Loch gründlich: Blasen Sie sämtlichen Staub und Schmutz mit Druckluft aus (mindestens zwei Durchgänge) und bürsten Sie das Loch mit einer Drahtbürste (mindestens zwei Durchgänge). Im Bohrloch verbleibender Bohrstaub ist die häufigste Ursache für eine unzureichende Ankerleistung sowohl bei mechanischen als auch bei Klebesystemen. Bei Klebeankern muss das Loch ebenfalls vollständig trocken sein.
6. Installieren und gemäß Spezifikation festziehen: Setzen Sie den Anker ein und wenden Sie das vom Hersteller empfohlene Montagedrehmoment an. Bei zu geringem Drehmoment ist die Expansion unvollständig; Übermäßiges Anziehen kann zu Rissen in der Gesichtsschale führen. Die meisten 3/8-Zoll-Hülsenanker in CMU geben ein Installationsdrehmoment von 25 bis 35 ft-lbs vor.

Zusätzliche Schritte für die Installation des Epoxidankers im CMU-Block

1. Siebrohr einsetzen: Schieben Sie das Drahtsiebrohr so in das gereinigte Loch, dass es am Boden anliegt. Das Siebrohr muss zum Lochdurchmesser passen und lang genug sein, dass es vom Boden bis auf 1/4 Zoll der Lochöffnung reicht.
2. Geben Sie die ersten 2 Zoll des gemischten Klebstoffs aus und entsorgen Sie ihn: Das erste Material, das durch eine neue Mischdüse ausgegeben wird, ist unvollständig gemischt. Entladen Sie immer die ersten 2 Zoll auf Karton, bevor Sie in das Loch injizieren. Die Verwendung von teilweise gemischtem Klebstoff führt zu einer deutlich verringerten Klebefestigkeit.
3. Von unten nach oben füllen: Führen Sie die Düse bis zum Boden des Siebrohrs ein und ziehen Sie sie beim Dosieren langsam heraus. Füllen Sie das Loch zu etwa 2/3 – die Gewindestange verdrängt beim Einführen das Volumen und überschüssiger Klebstoff läuft bei korrekter Füllhöhe über das Loch hinaus.
4. Gewindestange einführen und verdrehen: Schieben Sie die Gewindestange mit langsamer Drehung durch das Siebrohr, um einen vollständigen Klebstoffkontakt auf allen Gewindeoberflächen sicherzustellen. Berühren Sie den Stab nicht, bis die vom Hersteller angegebene Aushärtungszeit vollständig abgelaufen ist.
5. Vor dem Beladen die vollständige Aushärtung beobachten: Epoxid-Ankersysteme haben temperaturabhängige Aushärtezeiten. Bei 70 °F härten die meisten Systeme in 45 bis 90 Minuten aus. Bei 40 °F beträgt die Aushärtezeit 4 bis 6 Stunden. Das Laden eines Epoxidankers vor vollständiger Aushärtung kann zu Auszugswerten von nur 20 bis 30 Prozent der Nennkapazität führen.

Aus welchem ​​Material sollten Betonblockanker bestehen?

Die Materialspezifikation von a Betonblockanker bestimmt seine langfristige Korrosionsbeständigkeit und Tragfähigkeit – insbesondere im Außenbereich, in nassen oder chemisch aggressiven Umgebungen, wo ein korrodierender Anker Jahre versagen kann, bevor seine mechanische Belastbarkeit dies vermuten lässt.

Tabelle 2: Leitfaden zur Materialauswahl für Betonblockanker nach Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, geeigneter Umgebung und relativen Kosten.

Für den Außenbereich Betonblockanker Anwendungen – Stützmauern, Zaunpfostenanker, Außenriegelverbindungen – feuerverzinkter oder Edelstahl 304 ist die Mindestspezifikation. In Küstengebieten im Umkreis von 1.000 Fuß um Salzwasser ist Edelstahl 316 erforderlich. Der CMU-Block selbst ist alkalisch (pH 12 bis 13), was die Korrosion von ungeschützten Kohlenstoffstahlankern selbst im Innenbereich beschleunigt, wenn Feuchtigkeit vorhanden ist.

So berechnen Sie die Anzahl der benötigten Betonblockanker

Korrekte Berechnung der Ankermenge für a Betonblockanker Bei der Installation muss ein Sicherheitsfaktor auf die Arbeitslast angewendet werden. Bei den veröffentlichten Ankerlastwerten handelt es sich um endgültige Versagenswerte und nicht um sichere Arbeitslasten. Entwerfen Sie eine Installation niemals gemäß dem veröffentlichten Endlastwert.

Anforderungen an den Sicherheitsfaktor nach Anwendungstyp

Tabelle 3: Sicherheitsfaktoranforderungen für Betonblockankerlastberechnungen nach Anwendungskategorie, mit Beispielen zur Ableitung der Arbeitslast.

Praxisbeispiel: Ein an der Wand montiertes Lagerregal belastet vier Personen mit einer Gesamtlast von 600 Pfund Betonblockanker in Scherung. Bei einem Sicherheitsfaktor von 4:1 erfordert jeder Anker eine Arbeitsscherkapazität von mindestens 600 ÷ 4 ÷ 4 = 37,5 lbs pro Anker gegenüber der Arbeitslast (oder der Anker muss eine maximale Scherfestigkeit von jeweils mindestens 150 lbs haben). Eine standardmäßige 3/16-Zoll-Mauerwerksschraube mit einer maximalen Scherkraft von 200 bis 300 lbs würde diese Anforderung problemlos mit Spielraum erfüllen. Für einen strukturellen Handlauf mit einer konstruktiven Punktlast von 250 Pfund und einem Sicherheitsfaktor von 5:1 benötigt jeder Anker eine maximale Scherung von 1.250 Pfund – es ist mindestens ein 3/8-Zoll-Hülsenanker oder ein Epoxidanker erforderlich.

Häufig gestellte Fragen zu Betonblockankern

Fazit: Auswahl und Installation der richtigen Betonblockanker

Das komplette Sortiment Betonblockanker – von einem Hammerschlaganker für 0,30 $ für ein Rohrband bis hin zu einem vollständig entwickelten Epoxid-Ankersystem für eine strukturelle Riegelverbindung – alle haben die gleiche grundlegende Anforderung: Der Anker muss auf den Blocktyp, die Hohlraumgeometrie, die aufgebrachte Last und die Umgebungsbedingungen abgestimmt sein. Kein einzelner Ankertyp bietet bei allen Anwendungen die optimale Leistung, und der Unterschied zwischen der richtigen und der falschen Wahl liegt nicht in der schrittweisen Leistungsminderung, sondern im Unterschied zwischen einem System, das jahrzehntelang sicher funktioniert, und einem System, das bei einem Bruchteil der vorgesehenen Belastung katastrophal ausfällt.

Für leichte Inneninstallationen bieten Mauerwerksschrauben die beste Kombination aus Geschwindigkeit, Einstellbarkeit und ausreichender Tragfähigkeit. Für mittelschwere Strukturanwendungen in zugänglichem Außenhautmaterial bieten Hülsenanker zuverlässige Leistung bei einfacher Installation. Für strukturelle Verbindungen mit der höchsten Belastung oder wenn der Hohlkern in Eingriff gebracht werden muss, sind Epoxidanker mit Siebrohren die technische Lösung. Und wenn beide Seiten der Wand zugänglich sind und maximale Last erforderlich ist, eliminiert die Durchsteckverankerung mit Lagerplatten die Einschränkungen der reinen Vorderwandverankerung vollständig.

Wenden Sie immer angemessene Sicherheitsfaktoren an, geben Sie die richtige Materialqualität für die Umgebung an, reinigen Sie Bohrlöcher vor der Installation gründlich und wenden Sie sich für alle Anwendungen zur Lebenssicherheit oder Erdbebensicherheit an einen zugelassenen Statiker Betonblockanker . Die Investition in die richtige Spezifikation zahlt sich in der zuverlässigen, langfristigen Leistung für jede Verbindung aus, die der Anker bedient.