簡介化學錨栓使用之螺桿

劉澤山  技師

在補強工程施工中，常見有化學錨栓用來固定補強鋼板、鋼斜撐、BRB或制震器等構件。化學錨栓施作的過程與鋼筋植筋類似，先鑽孔、清潔、灌入藥劑，然後插入螺桿，待藥劑凝固後，即可安裝相關的構件。

化學錨栓的強度也與植筋類似，會受到幾個因素的影響：混凝土強度、鑽孔深度、藥劑的膠結強度與螺桿的強度。廠商會配合混凝土強度，提供深度的建議值。另外還要注意多支錨栓共同作用時，破壞之圓錐面重疊的折減，因此理論上螺桿使用的強度，會因此受到限制。

全螺牙的螺桿，在機械類領域被稱為牙條。一般的螺栓、螺樁等級的規範，依照CNS 3934之規定，除無等級7與11以外，從3到12，依照其強度分為10種[2]。如表1所示，前面一個數字代表抗拉強度，單位為N/mm²，而小數點後數字，代表降伏強度為抗拉強度的百分比。例如標示5.6的螺桿，代表抗拉強度約為500 N/mm²而降伏強度約為500X0.6=300 N/mm²。由表中可以看出，強度等級超過6以上的高強度螺桿，必須藉由淬火與回火來達到。依照處理的方式：分為碳鋼熱處理、碳鋼加元素熱處理及合金鋼熱處理等三種。又由於高強度螺桿之降伏強度不明顯，因此以變形量0.2%之平行線交點的方法，來求取降伏強度，稱之為永久變形限界能力。另外規範定義在永久變形12.5μm以下之負載，稱之為安全負載(大約為降伏強度的九成)。變形量越小，遭受破壞或日後潛變等材料變異的機會也少。

一般常見到化錨設計的規定，如圖1所示。與喜利得公司(HILTI)的技術資料[6]比較，相當接近，根據技術資料中化錨的螺桿設定，M8~M24螺桿使用5.8級，M27~M39則使用8.8級，這也與一般化錨的設計圖說接近。至於有時會見到的如圖2的設計圖，似乎就有討論的餘地了。設計者指定的螺桿規範，使用了F10T的規定，但是不論是CNS[4,5]或JIS[7]都是含有螺帽、墊圈的高拉力螺栓規範，與螺桿並無明顯的關係。所以”假設”設計者是希望使用與高拉力螺栓同強度的螺桿的話，根據CNS 12209或CNS 11328，F10T高拉力螺栓的抗拉強度高達980.7~1176.8 N/mm²，降伏強度為882.6 N/mm²，比較表1，約相當於10.9等級的螺桿。對於高拉力螺栓而言，需要極高的鎖緊扭力，來產生足夠的正向力，再由正向力提供設計所需的摩擦力。但是以該圖的接合來講，並非摩擦型接頭，那麼似乎也無充足的理由要採用遠高於藥劑強度的螺桿。縱使一定要採用超高強度螺桿，建議須依照規範標準，擇取適合強度等級的標示。

參考文獻

1.「鋼結構施工」，劉澤山，民國107年。

2.「螺栓、螺釘、螺樁之機械性質」，CNS 3934，民國87年。

3.「螺栓、螺釘、螺樁之機械性質檢驗法」，CNS 3935，民國67年。

4.「控制扭矩之高強度螺栓、六角螺帽及平墊圈組」，CNS 12209，94年。

5.「摩擦接合用高強度六角螺栓、六角螺帽及平墊圈組合件」，CNS 11328，101年。

6.喜利得公司型錄。

7.JIS B1186「摩擦接合用高力六角ボルト・六角ナット・平座金のセット」。

表1  螺桿的強度[2]

表2  各種直徑之最小抗拉負載(建築用；公制粗螺紋)[2]

表3  各種直徑之安全負荷(建築用；公制粗螺紋)[2]

照片1  化學錨栓的拉力試驗		圖1  一般補強工程常見的化錨圖說規定
圖2  有些設計圖說使用的規定