A direita âncoras de bloco de concreto dependem do tipo de carga, da densidade do material do bloco e se a âncora será usada na face frontal, na alma ou no núcleo oco do bloco - e a escolha do tipo errado pode resultar em falhas de arrancamento com uma fração da carga nominal. Âncoras para blocos de concreto (também chamadas de âncoras CMU, âncoras de alvenaria ou fixadores de bloco oco) são sistemas de fixação mecânicos ou adesivos projetados especificamente para proteger conexões estruturais e não estruturais em paredes de unidades de alvenaria de concreto (CMU), blocos de contenção e blocos decorativos. Este guia cobre todos os principais tipos de âncora, suas classificações de carga, requisitos de instalação e as diferenças críticas entre eles para que você possa selecionar e instalar o fixador correto na primeira vez.
O que torna as âncoras para blocos de concreto diferentes das âncoras para concreto sólido?
Âncoras para blocos de concreto devem ser projetados de forma diferente dos fixadores de concreto sólido porque os blocos CMU são ocos - normalmente com 50 a 75 por cento de espaço vazio - o que significa que uma âncora de expansão padrão que funciona fixando-se contra o material circundante irá quebrar a casca fina da face ou puxar completamente o vazio. As âncoras de expansão de concreto padrão dependem da pressão lateral contra uma massa contínua de material; As paredes da CMU não fornecem essa massa no local da ancoragem, a menos que a ancoragem seja especificamente projetada para atravessar ou apoiar a geometria do bloco.
Os três desafios estruturais exclusivos da ancoragem de bloco são:
- Conchas faciais finas: Os revestimentos faciais padrão da CMU têm apenas 32 a 38 mm (1,25 a 1,5 polegadas) de espessura – área de apoio insuficiente para altas forças de expansão
- Núcleos ocos: O vazio atrás da carcaça frontal não fornece nenhum material para as âncoras mecânicas suportarem, a menos que o projeto da âncora considere especificamente isso
- Força de bloco variável: A resistência à compressão da CMU varia de 1.000 psi em blocos decorativos leves a mais de 3.000 psi em blocos estruturais densos, exigindo a seleção de âncoras de acordo com o tipo de bloco específico
- Interferência na junta de argamassa: As âncoras colocadas nas juntas de argamassa ou perto delas prendem-se a materiais mais fracos do que a face do bloco, reduzindo significativamente a resistência ao arrancamento
Quantos tipos de âncoras para blocos de concreto existem?
Existem seis categorias principais de âncoras de bloco de concreto , cada um utilizando um mecanismo diferente para desenvolver a força de retenção dentro ou através da estrutura da CMU. Compreender o princípio de funcionamento de cada tipo é essencial para combinar a âncora com a aplicação.
1. Âncoras de manga
Âncoras de manga estão entre os mais versáteis âncoras de bloco de concreto para aplicações de carga média. Uma âncora de manga consiste em um parafuso roscado rodeado por uma manga de metal segmentada. Quando a porca é apertada, o parafuso puxa um expansor em forma de cone para cima na luva, forçando os segmentos da luva para fora contra o material circundante. Não bloco CMU, as âncoras de manga devem ser instaladas apenas na face da casca – a expansão deve ocorrer dentro da espessura da casca, e não no vazio. As âncoras de manga estão disponíveis em diâmetros de 1/4 a 3/4 de polegada e comprimentos de 2 a 8 polegadas. Na CMU de peso padrão, uma âncora de manga de 3/8 de polegada atinge uma tração de aproximadamente 1.300 a 1.900 libras, dependendo da profundidade de embutimento e da resistência do bloco.
2. Alternar âncoras de parafuso (âncoras de parede oca)
Alternar âncoras de parafuso são os mais adequados âncoras de bloco de concreto quando o vazio no núcleo do bloco deve ser usado para transferência de carga. Um parafuso de alternância passa através de um orifício perfurado na carcaça frontal, e as asas acionadas por mola ou por gravidade se abrem atrás da parede da carcaça no núcleo oco. Quando o parafuso é apertado, as asas apoiam-se contra a face interna da carcaça – distribuindo a carga por uma área maior do que apenas o furo. Os parafusos articulados no bloco são classificados para cisalhamento de 50 a 200 libras por âncora, dependendo da espessura do casco e do tamanho da asa articulada. Eles são adequados para aplicações não estruturais: suportes de prateleiras, luminárias, tiras de conduítes e similares.
3. Âncoras de parafuso (parafusos para alvenaria / estilo Tapcon)
Buchas de parafuso para alvenaria - às vezes chamadas genericamente de âncoras estilo Tapcon - são parafusos de aço endurecido com um padrão de rosca hi-lo especializado que corta diretamente em furos pré-perfurados em concreto ou bloco sem a necessidade de um corpo de âncora separado. Em aplicações de bloco CMU, os parafusos para alvenaria funcionam melhor quando cravados na alma sólida ou no material de contraventamento, em vez da carcaça frontal, pois o engate da rosca requer uma profundidade mínima do material. Os parafusos de alvenaria padrão de 3/16 polegadas atingem aproximadamente 200 a 500 libras de cisalhamento e 100 a 350 libras de tensão em CMU de peso normal, dependendo da profundidade de embutimento (mínimo de 1 polegada, ideal de 1,5 a 1,75 polegadas). Estes estão entre os de instalação mais rápida âncoras de bloco de concreto — não é necessário um corpo de ancoragem separado, removível e reutilizável no mesmo furo até aproximadamente 5 vezes antes que o engate da rosca se degrade.
4. Âncoras adesivas/epóxi
Âncoras adesivas para blocos de concreto, use resinas epóxi de dois componentes ou poliéster híbrido injetadas em um furo através de um bico de mistura estática antes de uma haste roscada ou vergalhão ser inserido. As âncoras de epóxi no bloco CMU requerem tubos de tela – cilindros de malha de arame inseridos no furo antes do adesivo – porque o vazio oco permitiria que o epóxi fluido fluísse para o núcleo em vez de se unir às paredes do furo. O tubo da tela confina o adesivo dentro da profundidade do revestimento frontal. A haste roscada ancorada em epóxi (diâmetro de 1/2 polegada) em CMU de peso normal com tubo de tela atinge valores de tração de 2.500 a 5.000 libras após a cura completa — as classificações de carga mais altas disponíveis para âncoras de bloco de concreto . O tempo de cura varia de 20 minutos a 70°F a 4 horas a 40°F e deve ser totalmente decorrido antes do carregamento.
5. Âncoras de martelo (âncoras de acionamento)
Âncoras de martelo (também chamadas de âncoras de acionamento ou âncoras de prego) são a opção de instalação mais rápida para serviços leves ancoragem de bloco de concreto . Um prego pré-montado é cravado através de uma luva de metal inserida em um orifício pré-perfurado; o prego expande a manga contra a parede do buraco. Em aplicações CMU, as âncoras de martelo devem ser usadas apenas nas seções sólidas do bloco (face shell ou alma) e são limitadas a cargas leves de cisalhamento - normalmente 100 a 400 libras de cisalhamento e 50 a 200 libras de tensão dependendo do tamanho (disponível em diâmetros de 1/4 pol. e 3/8 pol.). Eles não são removíveis depois de ajustados e são mais adequados para fixações permanentes e não críticas, como âncoras de conduíte, tiras de reforço e aplicações semelhantes.
6. Âncoras de parafuso passante
Âncoras de parafuso passante passe uma haste roscada ou parafuso completamente através de toda a espessura da parede da CMU, com uma placa de apoio ou porca em cada face. Este método contorna inteiramente a limitação do núcleo oco, apoiando-se contra o conjunto de parede completa, em vez de depender do engate da âncora dentro de um invólucro de face única. Os parafusos passantes alcançam as classificações de carga mais altas de qualquer âncora de bloco de concreto método - uma haste roscada de 1/2 polegada através de uma parede CMU padrão de 8 polegadas com placas de rolamento quadradas de 3 polegadas pode desenvolver cargas de tração superiores 10.000 libras antes da falha do bloco ou da haste. A limitação é o acesso – ambas as faces da parede devem ser acessíveis, o que não é possível em paredes acabadas ou contra-niveladas.
Qual tipo de âncora de bloco de concreto tem melhor desempenho para cada aplicação?
Selecionando o ideal âncora de bloco de concreto requer combinar a capacidade de carga da âncora e o método de instalação com os requisitos específicos da aplicação. A tabela abaixo compara todos os seis tipos de acordo com os critérios mais importantes na área.
| Tipo de âncora | Carga de tração típica | Carga de cisalhamento típica | Velocidade de instalação | Removível | Melhor Aplicação |
| Âncora de manga | 1.300 – 1.900 libras | 1.000 – 2.500 libras | Rápido | Sim | Suportes estruturais, corrimãos, equipamentos |
| Alternar parafuso | 50 – 200 libras | 75 – 250 libras | Moderado | Apenas parafuso | Luminárias, suportes de prateleira, conduítes |
| Parafuso de alvenaria | 100 – 350 libras | 200 – 500 libras | Muito rápido | Sim (limited) | Tiras de reforço, molduras de portas, correias |
| Epóxi / Adesivo | 2.500 – 5.000 libras | 3.000 – 6.000 libras | Lento (tempo de cura) | Não | Cavilhas de vergalhão, conexões estruturais pesadas |
| Conjunto de martelo | 50 – 200 libras | 100 – 400 libras | Rápidoest | Não | Conduíte, tiras de reforço, acabamento permanente |
| Parafuso passante | 5.000 – 10.000 libras | 5.000 – 12.000 libras | Lento | Sim | Placas contábeis, conexões de vigas estruturais |
Tabela 1: Comparação de desempenho e aplicação de seis tipos de âncoras para blocos de concreto por capacidade de carga, velocidade de instalação, capacidade de remoção e melhor caso de uso.
Como instalar âncoras para blocos de concreto corretamente
Instalação correta de âncoras de bloco de concreto é tão importante quanto selecionar o tipo certo – uma âncora de qualquer tipo instalada incorretamente terá um desempenho abaixo da capacidade nominal, às vezes de forma dramática. As etapas a seguir se aplicam a todos os tipos de âncoras mecânicas; as âncoras adesivas têm requisitos adicionais detalhados separadamente.
Etapas gerais de instalação para âncoras mecânicas de blocos de concreto
- Localize o material sólido: Antes de perfurar, use um localizador de vigas definido para AC ou modo de alvenaria, ou toque na superfície da parede para identificar a localização da alma do bloco e das seções sólidas da casca da face. Marque os locais das brocas dentro do material sólido, não no núcleo oco ou nas juntas de argamassa. A resistência das juntas de argamassa é de apenas 40 a 60 por cento da resistência do bloco – a ancoragem nas juntas de argamassa reduz a capacidade proporcionalmente.
- Selecione a broca correta: Use uma broca para alvenaria com ponta de carboneto dimensionada de acordo com as especificações do fabricante da âncora. Para a maioria âncoras de bloco de concreto , o diâmetro da broca corresponde ao diâmetro do corpo da âncora para tipos mecânicos ou é 1/16 polegada maior que a haste roscada para âncoras adesivas. As brocas padrão não cortam a alvenaria e superaquecem e falham.
- Use o modo de perfuração de martelo: Defina sua furadeira para o modo de perfuração de martelo para todas as perfurações CMU. Uma broca rotativa funcionará, mas é significativamente mais lenta e gera mais calor, o que pode causar embotamento da broca e aumento do tamanho do furo devido à expansão térmica. Um furo de 1/2 polegada na CMU padrão deve levar aproximadamente 15 a 30 segundos no modo martelo.
- Perfure até a profundidade correta: Perfure pelo menos 1/2 polegada mais profundo do que a profundidade necessária de inserção da âncora para permitir o acúmulo de poeira de perfuração no fundo do furo. A profundidade insuficiente impede que a âncora atinja o encaixe total, reduzindo a capacidade de carga.
- Limpe bem o buraco: Sopre toda a poeira e detritos usando ar comprimido (mínimo duas passagens) e escove o orifício com uma escova de aço (mínimo duas passagens). O pó de perfuração deixado no furo é a causa mais comum de desempenho inferior da âncora em sistemas mecânicos e adesivos. Para âncoras adesivas, o furo também deve estar completamente seco.
- Instale e aperte conforme a especificação: Insira a âncora e aplique o torque de instalação recomendado pelo fabricante. O torque insuficiente deixa a expansão incompleta; o torque excessivo pode quebrar a casca do rosto. A maioria das buchas de 3/8 de polegada na CMU especificam um torque de instalação de 25 a 35 ft-lbs.
Etapas adicionais para instalação de âncora epóxi no bloco CMU
- Insira o tubo da tela: Empurre o tubo da tela de malha de arame no orifício limpo para que ele chegue ao fundo. O tubo da tela deve corresponder ao diâmetro do furo e ser longo o suficiente para se estender da parte inferior até 1/4 polegada da abertura do furo.
- Dispense e descarte os primeiros 5 cm de adesivo misturado: O primeiro material distribuído através de um novo bico misturador não está completamente misturado. Sempre descarregue os primeiros 5 centímetros no papelão antes de injetar no orifício. O uso de adesivo parcialmente misturado resulta em uma resistência de união significativamente reduzida.
- Preencha de baixo para cima: Insira o bico na parte inferior do tubo da tela e retire-o lentamente enquanto dispensa. Preencha o orifício até aproximadamente 2/3 da sua capacidade – a haste roscada desloca o volume quando inserida e o excesso de adesivo transbordará do orifício nos níveis de preenchimento corretos.
- Insira e gire a haste roscada: Empurre a haste roscada através do tubo da tela com uma rotação lenta para garantir contato adesivo completo em todas as superfícies roscadas. Não mexa na haste até que o tempo de cura indicado pelo fabricante tenha decorrido totalmente.
- Observe a cura completa antes de carregar: Os sistemas de ancoragem epóxi têm tempos de cura dependentes da temperatura. A 70°F, a maioria dos sistemas cura em 45 a 90 minutos. A 40°F, o tempo de cura se estende para 4 a 6 horas. Carregar uma âncora epóxi antes da cura completa pode resultar em valores de arrancamento tão baixos quanto 20 a 30 por cento da capacidade nominal.
De que material as âncoras para blocos de concreto devem ser feitas?
A especificação do material de um âncora de bloco de concreto determina sua resistência à corrosão a longo prazo e durabilidade de suporte de carga - particularmente em ambientes externos, úmidos ou quimicamente agressivos, onde uma âncora corroída pode falhar anos antes de sua classificação mecânica sugerir.
| Materiais | Resistência à corrosão | Força | Ambientes Adequados | Custo relativo |
| Aço carbono zincado | Baixo – adequado apenas para interiores secos | Alto | Apenas paredes interiores secas | Mais baixo |
| Aço galvanizado por imersão a quente | Moderado — suitable for general exterior | Alto | Exterior, coberto, não marinho | Baixo-moderado |
| 304 aço inoxidável | Bom – resiste à maior parte da corrosão atmosférica | Alto | Exterior, industrial leve, marinho suave | Moderado |
| 316 aço inoxidável | Excelente — resiste a ambientes com cloretos | Alto | Exposição marinha, costeira e química | Alto |
| Corpo em nylon/plástico | Excelente – imune à corrosão | Baixo – apenas para serviços leves | Interior molhado, exterior claro, químico | Muito baixo |
Tabela 2: Guia de seleção de materiais para âncoras de blocos de concreto por resistência à corrosão, resistência, ambiente adequado e custo relativo.
Para exterior âncora de bloco de concreto aplicações - muros de contenção, âncoras de postes de cerca, conexões externas de leds - galvanizado por imersão a quente ou aço inoxidável 304 é a especificação mínima. Em ambientes costeiros a até 300 metros de água salgada, é necessário aço inoxidável 316. O próprio bloco CMU é alcalino (pH 12 a 13), o que acelera a corrosão de âncoras de aço carbono desprotegidas, mesmo em locais internos, se houver presença de umidade.
Como calcular o número de âncoras de bloco de concreto necessárias
Cálculo correto da quantidade de âncora para um âncora de bloco de concreto a instalação requer a aplicação de um fator de segurança à carga de trabalho – as classificações de carga de ancoragem publicadas são valores de falha finais, e não cargas de trabalho seguras. Nunca projete uma instalação com o valor de carga final publicado.
Requisitos de fator de segurança por tipo de aplicação
| Tipo de aplicativo | Fator Mínimo de Segurança | Carga de Trabalho = Final / Fator | Exemplo |
| Estática não estrutural (prateleiras, conduítes) | 4:1 | 25% da classificação final | 1.600 lb final = carga de trabalho de 400 lb |
| Estruturais (corrimãos, suportes, molduras) | 5:1 | 20% da classificação final | 1.600 lb final = carga de trabalho de 320 lb |
| Segurança de vida (sobrecarga, sísmica, prevenção de quedas) | 10:1 | 10% da classificação final | 1.600 lb final = carga de trabalho de 160 lb |
| Projeto sísmico (regiões IBC/ASCE 7) | Por valores do relatório ESR ICC-ES | Use o método de design ACI 318 Apêndice D | Requer revisão de engenheiro licenciado |
Tabela 3: Requisitos de fator de segurança para cálculos de carga de ancoragem em blocos de concreto por categoria de aplicação, com exemplos de derivação de carga de trabalho.
Exemplo prático: Um rack de armazenamento montado na parede impõe uma carga total de 600 libras em quatro âncoras de bloco de concreto em cisalhamento. Com um fator de segurança de 4:1, cada âncora requer uma capacidade de cisalhamento de trabalho de pelo menos 600 ÷ 4 ÷ 4 = 37,5 lbs por âncora contra a carga de trabalho (ou a âncora deve ter uma classificação de cisalhamento final de pelo menos 150 lbs cada). Um parafuso de alvenaria padrão de 3/16 de polegada avaliado em cisalhamento final de 200 a 300 libras atenderia confortavelmente a esse requisito com margem. Para um corrimão estrutural com uma carga pontual de projeto de 250 libras e um fator de segurança de 5:1, cada âncora precisa de cisalhamento final de 1.250 libras - exigindo no mínimo uma âncora de manga de 3/8 de polegada ou âncora de epóxi.
Perguntas frequentes sobre âncoras para blocos de concreto
As âncoras de expansão de concreto padrão podem ser usadas em blocos de concreto?
As âncoras de expansão de concreto tipo cunha padrão projetadas para concreto sólido não devem ser usadas no bloco CMU sem verificar se a zona de embutimento está inteiramente dentro do material sólido - a casca da face ou alma. Se a zona de expansão cair no núcleo oco, a âncora não desenvolverá valores de carga nominal e poderá falhar em 10 a 20 por cento da capacidade nominal. Para a maioria das aplicações CMU, buchas de manga, parafusos para alvenaria ou sistemas epóxi são escolhas mais apropriadas do que buchas de cunha padrão.
A que distância da borda de um bloco as âncoras de bloco de concreto podem ser instaladas?
Distância mínima da borda para âncoras de bloco de concreto é normalmente 1,5 a 2 vezes o diâmetro da âncora da borda do bloco mais próximo e um mínimo de 3 a 4 diâmetros da âncora de uma âncora adjacente (espaçamento de centro a centro). A instalação mais próxima da borda do bloco corre o risco de rachar a casca da face sob forças de expansão. Para âncoras de epóxi, a distância mínima da borda é normalmente 3 vezes o diâmetro da âncora. Consulte sempre a ficha técnica do fabricante da âncora para obter os requisitos mínimos específicos de aresta e espaçamento para a âncora e o tipo de bloco utilizado.
As âncoras para blocos de concreto funcionam em blocos leves ou aerados?
A CMU leve (densidade abaixo de 105 pcf) e o concreto aerado autoclavado (bloco AAC) têm resistência à compressão e à tração significativamente mais baixa do que a CMU de peso normal. Os valores de carga de ancoragem publicados para CMU de peso normal não se aplicam a blocos leves ou AAC – os valores reais de arrancamento podem ser 40 a 60 por cento mais baixos. Especificamente para o bloco AAC, somente as âncoras que foram testadas e possuem relatórios de serviço de avaliação ICC-ES para AAC devem ser usadas, como padrão âncora de bloco de concreto os projetos podem arrancar com cargas muito abaixo dos limites de trabalho seguros neste substrato.
Qual tamanho de broca é necessário para a instalação da âncora em bloco de concreto?
O tamanho correto da broca corresponde exatamente ao diâmetro do corpo da âncora para âncoras de expansão mecânica - uma âncora de manga de 3/8 de polegada requer uma broca de alvenaria de metal duro de 3/8 de polegada. Para parafusos de alvenaria, a broca é normalmente 1/16 de polegada menor que o diâmetro principal da rosca do parafuso - um parafuso de alvenaria de 3/16 de polegada usa uma broca de 5/32 de polegada. Para sistemas de ancoragem epóxi com haste roscada, a broca é 1/16 de polegada maior que a haste - a haste roscada de 1/2 polegada usa uma broca de 9/16 de polegada. Usar um diâmetro de broca incorreto é um dos erros de instalação mais comuns e compromete diretamente o desempenho da âncora em qualquer direção: furos superdimensionados reduzem a eficácia da expansão; furos subdimensionados impedem a incorporação total.
As âncoras de blocos de concreto podem ser removidas e reutilizadas?
Âncoras de manga and through-bolt systems are removable — the nut is removed and the bolt withdrawn, leaving the sleeve in the hole. The sleeve itself cannot be reused in the same hole but the bolt and nut can be reused in a new installation. Masonry screws can be removed and the same screw reinstalled in the same hole approximately 3 to 5 times before thread engagement degrades to the point where load ratings are no longer reliable. Hammer-set anchors and epoxy adhesive anchors are permanently installed and cannot be removed without destroying the anchor and damaging the surrounding block material. If temporary fastening is required, sleeve anchors or masonry screws are the correct choice.
As âncoras de blocos de concreto são adequadas para carregamento aéreo (tensão)?
Todos âncoras de bloco de concreto pode ser carregado em tensão (direção aérea ou de arrancamento), mas o carregamento aéreo em uma aplicação de segurança humana requer revisão de engenharia. O carregamento aéreo introduz considerações de carga dinâmica e de impacto que as classificações estáticas não levam em conta. Para aplicações estruturais suspensas – tetos suspensos, equipamentos suspensos, pontos de ancoragem de proteção contra quedas – somente âncoras com relatórios de avaliação ICC-ES específicos para uso sísmico ou aéreo devem ser especificadas, e a instalação deve ser realizada por um empreiteiro qualificado. O fator de segurança para âncoras de segurança suspensas é de 10:1 no mínimo, o que limita até mesmo uma âncora de manga de 3/8 de polegada de alta classificação (tensão final de 1.600 lb) a uma carga de trabalho de 160 lb acima da cabeça.
Conclusão: Escolhendo e Instalando as Âncoras Corretas para Blocos de Concreto
A gama completa de âncoras de bloco de concreto - desde uma âncora de acionamento de martelo de US$ 0,30 para uma cinta de conduíte até um sistema de ancoragem de epóxi totalmente projetado para uma conexão estrutural - todos compartilham o mesmo requisito fundamental: a âncora deve ser compatível com o tipo de bloco, a geometria do vazio, a carga aplicada e as condições ambientais. Nenhum tipo de âncora tem um desempenho ideal em todas as aplicações, e a diferença entre a escolha correta e a incorreta não é uma questão de redução incremental de desempenho — é a diferença entre um sistema que funciona com segurança por décadas e outro que falha catastroficamente com uma fração da carga pretendida.
Para instalações internas leves, os parafusos para alvenaria oferecem a melhor combinação de velocidade, ajuste e capacidade de carga adequada. Para aplicações estruturais de serviço médio em material de revestimento frontal acessível, as buchas proporcionam desempenho confiável com fácil instalação. Para conexões estruturais de carga mais alta ou onde o núcleo oco deve ser engatado, as âncoras de epóxi com tubos de tela são a solução de nível de engenharia. E quando ambas as faces da parede são acessíveis e é necessária uma carga máxima, a ancoragem através de parafusos com placas de apoio elimina completamente as limitações da ancoragem apenas na face da parede.
Sempre aplique fatores de segurança apropriados, especifique o tipo de material correto para o ambiente, limpe completamente os furos antes da instalação e consulte um engenheiro estrutural licenciado para qualquer aplicação de segurança de vida ou projeto sísmico de âncoras de bloco de concreto . O investimento na especificação correta paga dividendos em desempenho confiável e de longo prazo para cada conexão que a âncora atende.
