組積造用ケミカルアンカーの数値は、そのれんがでの五回の引抜きから標準偏差 3,4 個分を引いたものである

文書は EAD 330076-01-0604、2021 年 5 月、組積造用金属注入アンカー であり、欧州技術評価機構が発行し、全文が無料で手に入る。 本サイトはアンカーを扱ったことがなく、設計規準ではなく評価文書から始めるのには理由がある。 評価文書は、ある数値がどうやって作られたのかを語る。それは、それをどう使うかとは別の、 そしてより長持ちする話である。

冒頭近くの一行が全体の枠を決めている。 「この製品は整合欧州規格（hEN）の対象ではない。」 組積造用の注入アンカーを扱う EN は存在しない。製品は個別に評価され、 それぞれが自分の技術評価書を得る。だからケミカルアンカーの強度一覧表というものは存在せず、 それは意図された結果である。

文書自身の言葉での、それが何であるか

後施工の金属注入アンカーは、組積造に予め開けた穴に置かれ、接着と機械的かみ合いで定着される。 挿入部は寸切りボルト、異形鉄筋、めねじソケット、その他の形状でよく、 接着材料はセメント系モルタル、合成樹脂モルタル、またはその混合で、 充填材や添加剤を含んでよい。

境界は形容詞ではなく数値である。

三行目と四行目を合わせて読むと、見落としやすい規則が落ちてくる。 樹脂は反対側の面に達してはならない。どちらの側から制約に近づいても、 アンカーの端の向こうに三十ミリのれんがが残っていなければならない。

中実がどこで終わり、中空がどこで始まるか

掲示板の質問はひとつの推測から始まっていた。そのれんがはおそらく中空だろう、と。 文書はその線を目分量ではなく二つの数値で引く。

つまり、れんがは断面の六分の一が空でも中実として試験されうる。それを超えると別の母材群になり、 アンカーはそこで別に試験されていなければならない。三つの群は、中実組積造の b、中空または有孔の c、 そしてオートクレーブ養生軽量気泡コンクリートの d である。 ひとつで評価されたことは、別のひとつで評価されたことにはならない。

試験はそのれんがで、いちばん悪い場所で行われる

ここが、問いの背後にある問いへの答えである。附属書 A は試験計画を、 逃げ場のない一文で始める。

そして試験体の項に、すべてを決める指示がある。 「試験は、れんがの中で最も不利な据付位置、すなわち注入アンカーの抵抗が 最も低くなる位置で行われなければならない。」

中空単位については、その指示が項の全部である。A.2.3、中空または有孔れんがおよび 中空ブロックの試験体は、一文しかない。 孔に対するアンカーの位置は、アンカー抵抗が最も小さくなると予想されるように 選ばれなければならない。幾何もなく、ウェブやシェルの規則もなく、 ただ、いちばん悪くなるところに据えて引け、である。

だから認可書はれんがを名指ししなければならない。技術評価書が述べるべき事項の一覧には、 単位の寸法、孔、ウェブおよびシェルの幾何を含む特定の組積単位が入り、 さらに平均総乾燥密度、圧縮強さ、目地幅、モルタルの等級、左官の有無、そして 据付位置、壁面か開口の見込み面か、目地からの距離が続く。 この一覧が付いていないキロニュートンの数値は、抵抗値ではない。

五回の試験と、五回の代償

基本試験 A1 から A7 はそれぞれ五回を求め、寸法は最小、中間、最大の三つをとる。 そして特性値が導かれる。文書は統計について明快である。

この二つの数値が小標本の値段であり、比に直してみる価値がある。以下の計算は当方のものである。 特性値を試験の幾何平均で割ると、e のマイナス k_s かける s 乗になる。 s は対数の標準偏差である。この程度のばらつきでは s は変動係数に近いが、等しくはない。

試験回数を倍にすると平均の六から十ポイントを取り戻せ、材料が荒いほど取り戻せる量は大きい。 誰かが五回を超えて試験する理由の、まずまず妥当な説明になっている。

ばらつきはさらに二度目の罰を受ける。基本試験の変動係数が 20 % を超えると、 1/(1 + 0,03(v% − 20)) の係数がさらに掛かり、機能試験では閾値が 30 % になる。これも当方の計算だが、ばらつき 30 % の基本試験は 1/1,3、すなわち 0,769 を受け取る。表の 0,36 に掛ければ、特性値は 平均引抜き荷重の約 28 % まで落ちる。 不安定な材料は、低い数値をもらうだけでなく、二度引かれる。

数値に付いてくる条件

認可はひとつの数値ではなく、ひとつの数値とそれが実証された包絡である。 いくつかは知っておく値打ちがある。気づかないうちに破りやすいからである。

• 乾湿は二度問われる。条件は d/d、乾いた状態で施工し乾いた環境で使う。w/d、乾いたまたは湿った状態で施工し乾いた環境で使う。w/w、乾いたまたは湿った状態で施工し乾いたまたは湿った環境で使う。穴の状態と使用期間は別の問いである
• 使用温度域は二つ。Ta はマイナス 40 からプラス 40 度、長期上限プラス 24。Tb はマイナス 40 からプラス 80、長期上限プラス 50。長期とは相当の期間にわたりほぼ一定という意味である
• 凍結には独自の定義がある。標準変動は 0 度未満からプラス 24 度以上への変化が十二時間を超えて起きる場合、急速変動は同じ変化が十二時間以内に起きる場合で、別々に評価される
• 硬化時間は試験される量である。常温での最短硬化時間は、長い硬化時間で行う参照試験の 0,9 倍以上を出さねばならず、文書は長い硬化時間を樹脂で 24 時間、セメント系モルタルで 14 日と定めている

それ自体で役に立つ換算規則もある。試験した単位強度から別の単位強度へ結果を移すとき、 荷重は強度比の 0,5 乗で変わる。粘土、コンクリート、中実けい酸カルシウム単位の場合である。 有孔けい酸カルシウムでは 0,75 乗になる。 つまり多くの組積造では、れんがの強度を倍にしても得られるのは約四割増しであって、二倍ではない。

気泡コンクリートについての一点

オートクレーブ養生軽量気泡コンクリートは自分の試験体の項を持ち、その中に、 この材料について本当のことを述べた要求がある。圧縮強さを決めるための試験体は、 アンカーの位置と同じ高さから採取されなければならない。 この高さは試験体の発泡上昇方向に対するものであり、理由は 強度が上昇方向の高さによって異なるからである。

そのブロックは均質ではない。それは上へ伸び、固まったときにどの高さにいたかで強さが違う。 だから検査用の供試体は、穴と同じ標高から来なければならない。 この種の要求は、たいてい誰かがそれで痛い目に遭ってから書かれる。

この頁が述べないこと

ある壁がある物を保持できるかどうか。それは誰も見ていない壁についての構造の問いであり、 この文書は設計規準ではなく評価方法である。設計方法を扱う技術報告書も入手したが 読んでいないので、部分係数や設計抵抗についてはここには何もない。 アンカーや樹脂の製品名は書かない。EAD が参照する組積造、耐震、気泡コンクリートの規格も 読んでいないので、そこからは何も引用していない。

この文書が支えるのは、認可書の読み方である。それは掲示板の直観に床も敷いてくれる。 あちらの最後の返信は一覧で終わっていた。強さは組積造の種類、穴の下準備、樹脂の系、 硬化時間、そして荷重によると。その一覧は正しく、EAD は同じ一覧に、 項目ごとの数値と閾値と試験を与えたものである。

どう使うか

• どの母材群かをまず問う。中実、中空または有孔、気泡コンクリートは別々に評価され、ひとつで認可されたことは他で認可されたことにならない
• どの単位かを問う。評価書は、孔、ウェブ、シェルの幾何を含む特定の組積単位と、密度と圧縮強さを述べねばならない。それがその数値の属する条件である
• 据付位置を問う。それは宣言される項目であり、壁面か見込み面か、目地からの距離であって、試験は最も悪い位置で行われている
• 数値が平均よりかなり低いことを見込む。五回の試験は 3,40 の統計係数を伴い、基本試験で 20 % を超えるばらつきはさらに罰せられる
• キロニュートンだけでなく包絡を確かめる。施工と使用の乾湿、使用温度域、最短硬化時間、施工温度には、それぞれ別の試験系列がある

メッシュスリーブの問いには満足のいく答えがある。そのスリーブは構造部材であり、規格がそう書いている。 けれども持ち帰る値打ちがあるのは、あの数値がどこから来たかのほうである。 それは樹脂の性質ではない。誰かが、あなたと同じれんがに、見つけられるかぎり悪い場所で穴を開け、 離れるまで引いた。それを五回やった結果である。

すでになめた穴はまた別の物であり、 発表された関係式にはそれに当たる変数が無い。

この記事は手順 1、相手材を扱います。全体の順序は相手材、ねじ、頭部、駆動部、表面処理、書類で、これを崩すと微調整ではなく手直しになる理由はねじの決め方にあります。

よくある質問

ケミカルアンカーは中空れんがの中で何によって保持されますか。

二つの機構が同時に働きます。EAD 330076-01-0604 は、後施工の金属注入アンカーを、予め開けた穴に置かれ、接着と機械的かみ合いによって定着されるものと記述し、モルタルが金属部材を穴の側面に接着すると述べています。金属またはプラスチック製のメッシュスリーブは、同じ文書によって定着システムの一部として扱われ、包装としてではありません。

ケミカルアンカーの強度の一般表はありますか。

ありません。評価文書がその理由を述べています。この製品は整合欧州規格の対象ではないとされ、製品ごとに個別に評価され、それぞれが自分の技術評価書を受け取ります。抵抗値は、名指しされた製品が名指しされた組積単位の中にある場合に属するものであって、ケミカルアンカーという分類に属するものではありません。

れんがはどこまで空なら中実とみなされますか。

文書は中実の単位に、断面の 15 パーセントまでの垂直孔または把持孔、あるいはれんがの体積の 20 パーセントまでのフロッグを認め、中実材料での試験はその範囲内の単位を包含すると述べています。それを超えると中空または有孔の群に属し、そこで別に試験されなければなりません。

アンカーはれんがのどこで試験されますか。

最も悪い場所です。文書は、試験をれんがの中で最も不利な据付位置、すなわち注入アンカーの抵抗が最も低くなる位置で行うことを要求しています。中空または有孔の単位では、その指示が試験体の項の全部です。孔に対する位置は、アンカー抵抗が最も小さくなると予想されるように選ばれます。

特性抵抗の背後には何回の試験がありますか。

基本試験の系列ごとに、アンカー寸法ごとに五回、最小、中間、最大の三つの寸法についてです。特性値は信頼水準 90 パーセントで算出される 5 パーセントフラクタイルで、対数正規分布と未知の母標準偏差を仮定し、統計係数は五回で 3,40、十回で 2,57 です。

小標本は強度でいくらの代償を払いますか。

規格の式に対する当方の計算では、特性値を幾何平均で割った値は、e のマイナス統計係数かける対数の標準偏差乗になります。五回でばらつき 0,15 なら平均の約 0,60、十回なら約 0,68。ばらつき 0,30 ではそれぞれ約 0,36 と 0,46 です。

ばらつきが大きいと二度罰せられますか。

はい。フラクタイルの計算に加えて、基本試験で終局荷重の変動係数が 20 パーセントを超えると、一を、一足す 0,03 かける超過分で割った係数がさらに掛かります。機能試験では閾値が 30 パーセントです。当方の計算では、ばらつき 30 パーセントの基本試験は 0,769 の係数を受け取り、約 0,36 のフラクタイル比に重なって、平均の約 28 パーセントが残ります。

アンカーの抵抗はれんがの強度に比例しますか。

しません。評価文書の換算は、単位圧縮強さの比を 0,5 乗します。粘土、コンクリート、中実けい酸カルシウム単位の場合です。有孔けい酸カルシウムでは 0,75 乗になります。したがって多くの組積造では、単位強度を倍にして得られる荷重は約四割増しです。

気泡コンクリートの供試体はなぜ特定の高さから採るのですか。

材料が上昇方向に均質でないからです。文書は、材料特性を決める試料を、発泡上昇方向に対してアンカーの位置と同じ高さから採ることを要求し、強度が上昇方向の高さによって異なると述べています。

参考資料

• EAD 330076-01-0604、2021 年 5 月、組積造用金属注入アンカー、EOTA 発行。第 1.1、1.2.1、2.2.2 項、附属書 A.1、A.2、附属書 B.1 から B.5
• r/AskEngineers、出発点になった質問。強さがどこにあるかについて六件

この評価文書は、欧州技術評価機構が発行する七十九ページの完全な無料 PDF として読んだ。プレビューではない。2021 年 5 月の EAD 330076-01-0604 であり、2014 年の EAD 330076-00-0604 に取って代わっている。次の各項は当方自身の計算であり、文書の記述ではない。特性値と幾何平均の比の表、試験回数を倍にすると六から十ポイント取り戻せるという観察、そしてばらつき 30 パーセントの基本試験で平均の約 28 パーセントが残るという数値である。対数の標準偏差はこの程度のばらつきでは変動係数に近いが等しくはなく、上の表は式の例示であって、いずれかの製品の値ではない。金属注入アンカーによる定着の設計方法に関する EOTA の技術報告書は入手したが読んでいない。したがってここには設計抵抗、部分係数、定着の寸法決定については何もない。EAD がそれらを名指しした箇所を超えて、EN 1996、EN 1998、EN 12602、および EN 771、772、998 の各シリーズからは何も引用していない。アンカー、樹脂、組積造の製品名は書かず、本頁はいかなる特定の壁がいかなる特定の荷重を支えるかを評価しない。掲示板の返信のひとつが、出典を示さずに或る専有製品の引抜き値を挙げていたが、ここでは用いていない。スレッドは問いの出どころとしてのみ引用している。