“基材”是一个通用的工业术语,指的是要锚定的元素或基材。基础材料包括混凝土、砖、混凝土块(CMU)和结构砖等。使用粘合剂和机械锚的最常见的基材类型是混凝土。
混凝土-混凝土可以是现浇或预制混凝土。混凝土具有优良的抗压强度,但抗拉强度相对较低。现浇(或有时称为“就地浇筑”)混凝土被放置在建筑现场。现浇混凝土可以是标准重量的,也可以是轻量化的。当需要减少建筑结构的重量时,通常指定轻量化混凝土。
轻量化混凝土与标准重量化混凝土的区别在于混合料中骨料的重量。普通混凝土的单位重量约为每立方英尺150磅,而轻型混凝土的单位重量约为每立方英尺115磅。
混凝土中使用的骨料类型会影响粘合剂锚的抗拉能力。目前,聚合属性和锚点性能之间的关系还没有很好地理解。测试结果不能被认为代表所有类型的混凝土骨料的预期性能。
预制混凝土又称“预制混凝土”。预制混凝土可以在预制工厂制造,也可以现场浇筑。预制混凝土构件可以是实心的,也可以包含空心芯。许多预制构件的截面比现浇混凝土更薄。预制混凝土可以使用普通混凝土,也可以使用轻质混凝土。钢筋混凝土包括钢筋、电缆、钢丝网或随机玻璃纤维。添加钢筋材料使混凝土能够抵抗拉应力,而拉应力会导致开裂。
混凝土的抗压强度可以从2000 psi到超过20,000 psi,这取决于混合物和它的固化方式。大多数混凝土混合料的设计目的是在浇筑后的28天内获得所需的性能。
混凝土砌体单元(CMU)块体通常由大的空心岩心形成。即使块体包含空心芯,但其固体截面最小为75%的块体也称为固体块体。在国家的许多地方,建筑规范要求在空心岩心中放置钢筋,并将岩心用灌浆填实。
在美国东部的一些地区,过去的做法是将混凝土与煤渣混合制成煤渣块。虽然煤渣砖已不再生产,但仍有许多现存的建筑可以找到它们。煤渣砖需要特别注意,因为它们随着时间的推移而变软。
砖-粘土砖是实心的或空心的。这两种类型的使用在美国的不同地区会有所不同。砖很难钻孔和固定进去。大多数砖又硬又脆。古老的红土砖通常很软,很容易钻得过多。这两种情况都可能在钻井和锚固中造成问题。如今,砖最常见的用途是建筑立面(幕墙或砖饰面),而不是用于结构应用。砖立面通过使用贯穿整个墙体间隔的砖扎连接到结构上。在古老的建筑中,实心砖的多个宽度或“wythes”被用来形成结构墙。三和四怀壁是常见的壁厚。
陶土瓦-粘土瓦块由空心芯和窄空腔壁截面构成。粘土瓦非常脆,在不破坏块体的情况下钻井很困难。在试图钻孔和固定粘土瓷砖时必须小心。
抗拉载荷作用下,后安装锚杆一般有4种不同的抗拉破坏模式和3种不同的剪切破坏模式。
张力 | 剪切 |
---|---|
钢断裂 突破 拉拔(机械锚) 粘接失效(粘接锚) |
钢断裂 突破 Pryout |
突破失败-当基础材料破裂时发生断裂破坏,当锚点位于远离边缘处时,通常产生锥形破坏面,或当锚点位于靠近边缘处时,产生剥落。机械锚和粘性锚都可能发生脱扣失效,通常在较浅的埋入深度和小于临界间距或边缘距离的安装中观察到。
撤军的失败-当机械锚从钻孔中拔出时,基材基本完好。
债券的失败—当粘合剂锚被拉出钻孔时,由于粘合剂与基底材料界面的粘连失效,或当粘合剂本身的粘连失效时,就会发生粘结失效。当粘结失效时,在基材表面附近往往会形成一个浅的锥形漏断破坏面。破裂面不是主要的破坏机制。
Pryout失败-当基材破坏面在锚的“后面”被撬出,与施加的剪切力方向相反时,浅埋锚就会发生撬出破坏。
钢断裂-当锚固间距、边缘距离和埋深足够大,足以防止上述与基础材料相关的破坏模式,且机械锚固或粘性锚固镶件的钢强度为极限强度时,就会发生钢断裂。
许多环境和材料都可能导致腐蚀,包括海盐空气、阻燃剂、烟雾、化肥、防腐处理过的木材、除冰盐、不同的金属等等。金属夹具、紧固件和锚钉在安装在腐蚀性环境中或安装在与腐蚀性材料接触时,可能会腐蚀并失去承载能力。
建筑环境中存在着许多变量,因此不可能准确预测腐蚀是否或何时开始或达到临界水平。这种相对的不确定性使得规范者和用户了解潜在的风险并选择适合预期用途的产品变得至关重要。定期维护和定期检查也是谨慎的,特别是在室外应用。
在室外应用中,经常会看到一些腐蚀。甚至不锈钢也会被腐蚀。某些腐蚀的存在并不意味着承载能力受到了影响或故障即将发生。如果明显或怀疑有明显的腐蚀,那么夹具、紧固件和连接器应该由合格的工程师或合格的检验员进行检查。更换受影响的部件可能是适当的。
化学攻击-当锚材料对它所接触的物质没有抵抗力时,就会发生化学攻击。发现了关于锚定粘合剂的耐化学性信息在本页第五部分.
一些木材防腐化学品和防火化学品和滞留物具有更大的腐蚀潜力,对钢锚和紧固件的腐蚀性比其他化学品更强。有关这一主题的其他信息可在strongtie.com获得。
我们试图在这里提供关于腐蚀主题的基本知识,但重要的是通过查看我们关于该主题的技术公告(strongtie.com/info),也通过查看其他人发表的信息、文献和评估报告来充分教育自己。
电偶腐蚀——电偶腐蚀发生在两种电化学性质不同的金属在电解液(如水)的存在下相互接触时,该电解液作为金属离子从较阳极的金属移动到较阴极的金属的导电路径。在电偶中,阳极性越强的金属优先被腐蚀。金属电偶系列表为两种金属电偶相互作用的潜力提供了定性指南。同一组的金属(见表)具有相似的电化学电位。金属在桌子上的距离越远,电化学电位的差异就越大,发生电偶腐蚀的速度就越快。腐蚀也会随着电解质导电性的增加而增加。
良好的详细做法,包括以下,可以帮助减少锚的电原腐蚀的可能性:
腐蚀端(阳极) |
---|
镁 镁合金 锌 |
铝1100 镉 铝2024 - t4 钢铁 |
引领 锡 镍(主动) 铬镍合金(活性) 哈氏合金C(活性) |
铜管乐器 铜 Cu-Ni合金 蒙乃尔 |
镍(被动) |
304不锈钢(被动) 316不锈钢(被动) 哈氏合金C(被动) |
银 钛 石墨 黄金 铂 |
被保护端(阴极) |
一些硬化的紧固件可能经历过早失效,如果暴露在潮湿,由于氢辅助应力腐蚀开裂。这些紧固件特别推荐用于干燥的室内位置。
耐蚀性分类 | 材料或涂层 |
---|---|
低 | |
锌 | |
镀锌的 | |
媒介 | |
机械镀锌(ASTM B695-Class 55)1 | |
陶瓷涂层 | |
热镀锌(ASTM a153 -C级) | |
410型不锈钢,带保护层 | |
高 | 302、303或304不锈钢 |
严重的 | 316不锈钢 |
环境 | 固定材料 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
未经处理的木材或其他材料 | Preservative-Treated木 | FRT木 | ||||||
SBX-DOT硼酸锌 | 化学保留率≤AWPA、UC4A | 化学滞留> AWPA, UC4A | ACZA | 其他或不确定 | ||||
干服务 | 低 | 低 | 低 | 高 | 高 | 高 | 地中海 | |
湿式服务 | 地中海 | N/A | 地中海 | 高 | 高 | 高 | 高 | |
提升服务 | 高 | N/A | 严重的 | 严重的 | 高 | 严重的 | N/A | |
不确定的 | 高 | 高 | 高 | 严重的 | 高 | 严重的 | 高 | |
海洋/海滨 | 严重的 | N/A | 严重的 | 严重的 | 严重的 | 严重的 | N/A |
膨胀锚已经设置到所需的安装扭矩的混凝土将经历预张力的减少(由于扭矩)在几个小时内。这就是所谓的预加载松弛。放置在混凝土上的高压缩应力导致它变形,这导致锚的预张力的放松。在这种情况下,拉力是指由于施加扭矩而引起的锚的内应力,而不是指锚的容量。历史数据显示,在安装后的最初几个小时内,初始张力值下降40-60%是正常的。不建议或没有必要将锚调到初始安装扭矩。
本目录中粘性锚的强度设计数据是基于至少21天的混凝土安装。对于安装在固化时间小于21天的混凝土中的锚,参考以下应应用于公布的粘合剂粘结强度的修改因素。
产品 | 混凝土安装龄期 | 混凝土加载龄期 | 粘结强度系数 |
---|---|---|---|
在 AT-XP ET-HP 集 SET-XP SET-3G |
|||
14天 | 21天 | 1.0 | |
14天 | 0.9 | ||
7天 | 21天 | 1.0 | |
7天 | 0.7 |
粘性锚的性能数据是基于锚测试,在锚测试中,使用产品载荷表中所列的相同直径的硬质合金钻头钻孔。为了使安装了SET-3G™、SET-XP®和ET-HP®粘合剂的锚锚能够安装在比载荷表中所列直径更大的孔中,还进行了额外的静态拉力测试。表中列出了可接受的钻孔尺寸范围和相应的张拉载荷降低系数(如果有的话)。同样的结论也适用于公布的剪切载荷值。不建议在图表所示的可接受范围外钻孔。
插入直径(插入) | 可接受孔直径范围(英寸) | 可接受减载系数 |
---|---|---|
1/2 | 9/16 - 3/4 | 1.0 |
5/8 | 11/16 - 7/8 | 1.0 |
3/4 | 7/8 - 1 | 1.0 |
7/8 | 1 - 1又1/8 | 1.0 |
1 | 1 1/8 - 1 1/4 | 1.0 |
1 1/4 | 1 3/8 - 1 1/2 | 1.0 |
插入直径(插入) | 可接受孔直径范围(英寸) | 可接受减载系数 |
---|---|---|
1/2 | 5/8 - 3/4 | 1.0 |
5/8 | 3/4 - 15/16 | 1.0 |
3/4 | 7/8 - 1 1/8 | 1.0 |
7/8 | 1 - 1 5/16 | 1.0 |
1 | 1 1/8 - 1 1/2 | 1.0 |
1 1/4 | 1 3/8 - 1 7/8 | 1.0 |
插入直径(插入) | 可接受孔直径范围(英寸) | 可接受减载系数 |
---|---|---|
3/8 | 7/16 - 1/2 | 1.0 |
1/2 | 9/16 - 5/8 | 1.0 |
5/8 | 11/16 - 3/4 | 1.0 |
粘性锚的性能数据是基于使用硬质合金钻头钻孔的锚测试数据。为了确认安装了SET- 3g、SET- xp、ET-HP、SET和AT锚固粘合剂的锚固是否能够安装在金刚石岩心钻头的井眼中,还进行了额外的静态张力测试。在这些测试中,金刚石芯钻头的直径与产品载荷表中推荐的硬质合金钻头的直径相匹配。试验结果表明,在这种情况下,不需要降低公布的SET和AT锚固粘合剂的允许拉力载荷。SET-3G、SET-XP和ET-HP锚固胶要求特性粘结强度(τk)的折减系数为0.7。同样的结论也适用于已发表的许用剪切载荷。在岩心钻孔中进行的测试适用于非ibc辖区。
SET-XP, SET-3G, ET-HP和AT-XP:使用SET-XP, SET-3G, ET-HP和AT-XP粘合剂锚的性能数据是根据ICC-ES AC308测试得出的。该标准要求在室外环境中安装的粘合剂锚必须在饱和水混凝土孔中进行测试,这些孔的清洁量小于制造商推荐的孔清洁量。在确定产品的“锚类”(强度折减因子)时,要考虑产品对这种安装条件的敏感性。
SET-XP, ET-HP和AT-XP可安装在干混凝土或饱和水混凝土中。
SET-3G可以安装在混凝土的干燥、饱和水或充水的孔中。
根据ICC-ES AC308的可靠性测试定义为:
设置和AT:
使用SET和AT粘合剂的粘合剂锚的性能数据是基于在干井中安装锚的测试。对湿孔、充水孔和淹水孔中的部分产品进行了额外的静拉力试验。遗留试验结果表明,对于潮湿井眼中的SET和AT胶粘剂,或注水井眼中的SET和AT胶粘剂,不需要降低公布的允许拉伸载荷。试验结果表明,对于沉水孔中的SET和AT胶粘剂,适用的折减系数为0.60。同样的结论也适用于公布的许用剪切载荷值。
根据ICC-ES AC58的可靠性测试定义为:
*注意,安装前应清除钻孔中的钻井碎屑和污泥。ICC-ES AC58没有解决这个问题。
所有粘合剂锚的性能都受到基材温度升高的影响。为每种胶粘剂提供的在役温度敏感性表提供了应用适当负载调整因子的必要信息,无论是基于粘结强度的允许张力,还是基于给定基材温度的混凝土边缘距离的允许剪切。虽然没有常用的方法来确定准确的负载调节系数,但在设计受基础材料温度升高影响的锚时,有一些指导方针需要牢记。在任何情况下,最终决定必须由合格的设计专业人员使用合理的工程判断做出:
注意:在大多数实际使用条件下,大多数锚固粘合剂不接触化学物质,因此需要一段时间使化学物质饱和整个粘合剂。粘合剂锚应该保持粘结强度和抗蠕变能力,直到粘合剂的大部分饱和为止。
化学 | 浓度 | AT-XP | SET-3G | SET-XP | ET-HP | 在 | 集 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
醋酸 | 冰川 | NR | F | F | F | F | F |
5% | R | F | F | F | R | F | |
丙酮 | 100% | F | F | F | F | -- | -- |
铝硫酸铵 | 10% | R | R | R | R | R | R |
氯化铝 | 10% | R | R | R | R | -- | -- |
硫酸铝钾(钾明矾) | 10% | R | R | R | R | R | R |
硫酸铝(明矾) | 15% | R | NR | R | R | R | R |
氢氧化铵(氨) | 28% | NR | R | R | NR | R | R |
10% | R | R | R | R | R | R | |
pH = 10 | R | R | R | R | -- | -- | |
硝酸铵 | 15% | R | R | R | R | R | R |
硫酸铵 | 15% | R | R | R | R | R | R |
汽车防冻液 | 50% | R | R | R | R | -- | -- |
航空燃料(JP5) | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
制动液(DOT3) | 100% | R | R | NR | F | -- | -- |
氢氧化钙 | 10% | R | R | R | R | -- | -- |
次氯酸钙(氯化石灰) | 15% | R | R | R | R | R | R |
氧化钙(石灰) | 5% | R | R | R | R | R | R |
石炭酸 | 10% | NR | F | F | F | -- | -- |
5% | NR | NR | F | F | -- | -- | |
四氯化碳 | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
铬酸 | 40% | R | R | NR | NR | -- | -- |
柠檬酸 | 10% | R | R | R | R | -- | -- |
硫酸铜 | 10% | R | R | R | R | -- | -- |
洗涤剂(ASTM D543) | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
柴油 | 100% | R | R | R | NR | -- | -- |
乙醇、水 | 95% | NR | NR | F | F | -- | -- |
50% | NR | R | NR | NR | -- | -- | |
乙醇,变性 | 100% | R | F | F | F | -- | -- |
乙二醇 | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
氟硅酸 | 25% | R | R | R | R | R | R |
甲酸 | 集中 | F | F | F | F | -- | -- |
10% | R | F | F | F | -- | -- | |
汽油 | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
盐酸 | 集中 | NR | F | F | F | R | F |
10% | R | NR | NR | F | R | NR | |
pH值= 3 | R | R | R | R | -- | -- | |
过氧化氢 | 30% | R | NR | F | F | R | F |
3% | R | R | R | R | R | NR | |
铁(II)氯化物(氯化亚铁) | 15% | R | R | R | R | R | R |
铁(III)氯化物(氯化铁) | 15% | R | R | R | R | R | NR |
铁(III)硫酸盐(硫酸铁) | 10% | R | NR | R | F | -- | -- |
异丙醇 | 100% | R | R | F | F | -- | -- |
乳酸 | 85% | R | F | F | F | -- | -- |
10% | R | NR | F | F | -- | -- | |
机油 | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
甲醇 | 100% | NR | F | F | F | -- | -- |
甲基乙基酮 | 100% | NR | F | F | F | -- | -- |
甲基异丁基酮 | 100% | NR | NR | NR | NR | -- | -- |
矿物油 | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
溶剂油 | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
胺混合物1 | 100% | R | F | F | F | -- | -- |
香料混合物2 | 100% | NR | R | NR | R | -- | -- |
机油(5W30) | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
N, N-Diethyaniline | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
硝酸 | 集中 | F | F | F | F | F | F |
40% | NR | F | F | F | F | F | |
10% | R | NR | R | F | R | NR | |
pH值= 3 | R | R | R | R | -- | -- | |
磷酸 | 85% | R | F | F | F | F | F |
40% | R | F | F | F | R | NR | |
10% | R | F | F | F | R | NR | |
pH值= 3 | R | R | R | R | -- | -- | |
氢氧化钾 | 40% | NR | R | R | NR | -- | -- |
10% | NR | R | R | R | -- | -- | |
pH = 13.2 | R | R | R | R | -- | -- | |
高锰酸钾 | 10% | R | R | R | R | R | R |
丙二醇 | 100% | R | R | R | NR | -- | -- |
海水(ASTM D1141) | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
肥皂(ASTM D543) | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
碳酸氢钠 | 10% | R | R | R | R | R | R |
亚硫酸氢钠 | 15% | R | R | R | R | R | NR |
碳酸钠 | 15% | R | R | R | R | R | R |
氯化钠 | 15% | R | R | R | R | R | R |
氟化钠 | 10% | R | R | R | R | R | R |
六氟硅酸钠(氟化硅钠) | 5% | R | R | R | R | R | R |
钠氢硫化物 | 10% | R | R | R | R | -- | -- |
氢氧化钠 | 60% | R | R | R | R | -- | -- |
40% | R | R | R | R | -- | -- | |
10% | R | R | R | R | -- | -- | |
pH = 10 | R | R | R | R | -- | -- | |
次氯酸钠(漂白剂) | 25% | R | R | R | R | R | R |
10% | R | R | R | R | R | R | |
硝酸钠 | 15% | R | R | R | R | R | R |
磷酸钠(磷酸三钠) | 10% | R | R | R | R | R | R |
硅酸钠 | 50% | R | R | R | R | R | R |
硫酸 | 集中 | F | F | F | F | F | F |
30% | R | F | NR | F | R | NR | |
3% | R | NR | NR | F | R | NR | |
pH值= 3 | R | R | R | R | -- | -- | |
甲苯 | 100% | NR | R | F | NR | -- | -- |
Triethanol胺 | 100% | R | R | NR | R | -- | -- |
松节油 | 100% | R | R | R | R | -- | -- |
水 | 100% | R | R | R | R | R | R |
二甲苯 | 100% | NR | R | NR | R | -- | -- |