스크랩 암벽개척#2 앵커볼트(Anchor Bolt)의 선택

[센터장(박근철)]

앵커볼트(Anchor Bolt)의 선택

주로 앙카볼트라고 불리우는 앵커볼트(Anchor Bolt)는 암벽에서 행거(Hanger)를 설치하는데 필요한 부품이다.

<사진> 좌로부터 Trango, MadRock, Petzl Coeur Goujon, Petzl Long Life

앵커볼트는 용도에 따라 다양한 종류가 있으며, 하나의 분류에서도 재질이나 굵기와 길이는 물론 사용 목적에 따라 다양한 디자인을 가지고 있기도 하다.

먼저, 암벽길 개척에 쓰일만한 대표적인 몇가지 종류를 보면 다음과 같다.

첫번째로, 상기 15가지의 그림에서 필요한것을 골라보는데 암벽 개척의 용도를 기준으로 한다.

다만, 본인은 전문가가 아니니 사실을 그대로 믿지는 말아야 한다.

1. 셋트앵커(Set Anchor Bolt)

장점: 가장 일반적으로 쓰이며 저렴하고 튼튼하다.

단점: 설치가 불편하고 숙련도에 따라 설치 강도에 차이가 있을 수 있다.

   콘과 슬리브로 인해 볼트 외경보다 더 크게 천공 하여야 함으로 필요 이상의 자연 훼손이 걱정.

   제조사별 규격이 통일되어 있지 않다.

2. 스트롱앵커(Strong Anchor)

장점: 비교적 시공이 편리하며 저렴하다. 볼트 돌출 부위가 없어 시공후 외관이 깔끔하다.

단점: 좌우 흔들림이 있을시 강도를 보장하지 못한다.

   숙련도에 따라 설치 강도에 차이가 있을 수 있다.

3. 드롭인앵커(Drop-in Anchor)

장점: 시공이 편리하며 저렴하다. 시공후 외관이 깔끔하다.

단점: 측면 흔들림이 있을시 강도를 보장하지 못한다.

  주로 천정이나 벽체에 쓰이며 깊이 묻혀있는 시설을 건드리지 않도록 짧다.

4. 타격앵커(Hammer Strike Anchor Bolt, Pin Drive Anchor Bolt)

장점: 시공이 편리하다.

단점: 안전성에 대한 평가가 높지않다.

5. 플라스틱 타격앵커(칼브럭) : 타격앵커와 비교용으로 올렸다.

6. 슬리브앵커 (Sleeve Anchor Bolt, 프레임앵커, 발코니앵커, 창호앵커)

: 주로 목재등 무른재질을 콘크리트와 결합할때 사용하며, 용도에 따라 모양이 다양하다.

7. 웨지앵커(Wedge Anchor Bolt, Stud Anchor Bolt)

장점: 볼트 외경과 천공 직경이 같아서 같은 노력으로 좀 더 긴 볼트를 사용 할 수 있어서 푸석바위에도 유용하고 바위 훼손이 적다.

        별도의 숙련이 없어도 토크렌치를 이용하여 정확한 시공이 가능하다.

단점: 수명이 다했을때 회수가 불가능하며 조금 비싸다.

8. 이중 웨지앵커(Double Wedge Anchor)

장점: 석회암, 사암등 부실한 바위에 유용하다.

단점: 비싸다.

9. 세조각 앵커볼트(Triplex 3-Piece Bolt)

장점: 부실한 바위에 유용하다.

단점: 취급점이 많지 않다.

10. 다섯조각 앵커볼트(5 Piece Bolt) : 가운데 플라스틱이 파랑색인걸 선택하여야 한다.

장점: 안정성에 대한 평이 좋아 부실한 바위에 유용하다.

단점: 취급점이 많지 않고 비싸다.

11. 다섯조각 앵커볼트(5 Piece Bolt)의 다섯조각

12. 케미칼 앵커볼트(Glue-in Bolt : Petzl Bat'inox Anchor)

장점: 푸석바위나 해벽에 유용하다. 따로 행거가 필요없다.

단점: 14mm를 천공하여야 하고, 헛돌지 않도록 바위에 흠집을 내야한다. 비싸다.

13. 앵커링 접착 캡슐(Resin : Petzl Bat'inox Anchor Resin)

종류에 따라 캡슐속에 약품이 잘 혼합되도록 필히 드릴을 사용해야 하는 경우가 있다.

14. 해양 웨지 볼트(Marine Wedge Bolt)

Stainless A316으로 제조, 내식성이 우수하여 해벽에 유용하다.

15. 티타늄 앵커 세트(Titanium Anchor Set)

알파인이나 해벽에 유용.

이번 작업에 웨지앵커를 선택하였다.

두번째로, 재질을 선택하여야 한다.

내구성은 환경에 따라 차이가 많을수 밖에 없지만, 일반적으로 스틸은 10년, 스테인레스 스틸은 30년 정도를 그 수명으로 본다.

선택한 웨지앵커의 특성상 회수가 매우 어렵기 때문에 보수를 위해서는 새로운 천공이 필요하다.

따라서, 환경을 생각한다면 가능한 긴 수명을 유지하는것이 필요할 것이다.

스테인레스 스틸(stainless steel)은 스틸에 비해 강도가 뛰어나며 성분중 크롬(Cr)이 공기중의 산소와 결합하여 미크론 단위의 산화피막을 형성함으로서 공기가 차단되어 산화를 막는다.

SS(stainless steel)은 200, 300, 400계열등이 있는데,

SS304는 Cr : 18~20%, Ni : 8%~10.5%의 합금 비율을 갖으며,

SS316은 Cr : 16~18%, Ni : 10%~14%, Mo(몰리브덴:내식성뛰어남) 2~3% 이다.

해벽등에 사용되는 SS316은 크롬의 함량은 줄이고 매우 고가인 니켈 함량을 늘리면서 몰리브덴을 첨가하여 내식성을 높였다.

SS200계열은 저가형으로 니켈함량을 줄인것이고, SS400계열은 니켈이 포함되지 않아 강도는 뛰어나지만 내식성은 좋지 않다.

이번 작업에 STS304(일본:SUS304)를 선택하였다.

세번째로는, 규격을 선택하여야 한다.

첫번째 그림에서와 같이 암벽용품 제조사에서 발매하는 셋트상품은 10mm(or 3/8")의 두께에 길이 55mm(or 2 1/4")가 일반적이었다.

중요한것은 그 선택의 기준 역시 용도와 암질에 따라 정해져야 한다는 것이다.

미터단위(미국은 인치단위)로 두께와 길이에 따른 SS 웨지볼트의 활용처를 보면,

6.5mm x 45mm 는 인공등반이나 알파인 등반에,

10mm x 55mm는 수작업으로 구멍을 뚫어야 하는곳이나, 볼트행거 또는 멀티피치 중간확보용으로,

10mm x 75mm는 드릴과 렌치가 필요하며, 탑로핑 확보용으로 쓰일수 있다.

물론, 바위가 단단하다는 가정하에...

이번 작업에 M10(10mm) x 80mm 규격을 선택하였다.

네번째로는, 인증 여부이다.

일반적으로 규격품이라고 표현하는것과 기술승인 여부와는 다른것이다.

공인 기관의 인증품은 시험성적서를 첨부하게 되는데, 균일한 품질을 보장 받을 수 있다.

이는 인발, 전단, 복합, 변위, 지진, 충격, 화재, 균열과 비균열에 대한 테스트를 거치며 테스트 결과에 따라 앵커의 기본 설계에 반영 되는데, 기술승인이 없는 제품은 제품의 질이나 설계에 반영 할 수 있는 데이터 자체가 없기 때문에 고층 빌딩이나 Big Project현장에는 사용 할 수 없는 것이다.

규격에 따라 극한, 특성, 설계하중, 추천하중, 굽힘등의 항목이 있는데, 우리는 주로 추천하중을 고려하면 될것이다.

선택 제품의 인장 및 전단시험 (비균열 콘크리트 C20/25) 결과는 다음과 같다.

M10 x 40mm : 토크30, 추천인장6.6kN, 추천전단6.5kN, 굽힘21.8Nm

참고로 극한전단은 25kN정도 이다.

이러한 수치는 참고로 할 뿐이고, 암질등 상황에 따라 심각하게 고려 하여야 한다.

마지막으로, 설치 기술이다.

우리는 관련 분야에 종사하거나 암벽개척을 전문으로 하지 않는다.

그런데, 스트롱앵커등은 앵커펀치를 적정하게 사용하는 감각 경험을 필요로 하기에, 위험한곳에 설치시에는 특별한 주의가 필요하다.

다행이 웨지앵커등은 적절한 조임을 위하여 권장 토크 수치를 제공한다.

실제 현장에서 무조건 최대한 조이는 것으로 오해하는 경우가 많은데, 이는 오히려 좋지 않다.

촉이 빠진다든가 슬리브가 뭉개지거나 심지어 부러지는 경우도 있으나, 구멍속에 있어서 눈에 보이지 않고, 우선은 슬리브가 벌어진 힘으로 버티니 심한 충격이 있기전 까지는 모를수 밖에 없어 더욱 위험한 것이다.

그러니 우리는 저렴한 것이나마 토크렌치를 이용하는 것이 좋다.

토크는 일반적으로 최대치의 70~80% 선에서 최상의 효율을 보인다고 한다.

토크렌치를 가지고 다니기가 버겁다면, 적당히 빡빡하게 돌려진 다음 몇바퀴를 더 돌리면 해당 토크에 근접하는지 경험을 쌓아 두는것이 좋다.

보통은 3바퀴 반이지만 모재에 따라 달라지기 때문에 믿지 않는것이 좋다.

해결 방법은, 개척 바위에 볼트를 끼워 돌려서 부러질때의 토크를 측정하고, 이의 80%정도의 토크를 정하여 이용하면 최선이다.

아무튼, 이용하는 볼트 제조사에서 제공하는 적정 토크값을 알아두고 참조해야 한다는것이다.

천공후 실리콘을 채워 넣거나 볼트 설치후 실리콘을 두르는것은, 방수를 기대하여 부식을 지연시키고자 하는것이다.

건축에 있어서 방수의 기본은 원인 해소이며, 실리콘은 일시적인 보수에 유용하다.

괜히, 흘러들어간 수분이 빠져 나오지 못하여 볼트가 마를날이 없는 경우가 되지 않을지 숙고하여야 할 것이다.

다시 말하지만, 이 글의 성의를 가상하게 보아주는 것은 고마우나, 너무 믿지 않으시길 바란다.

- 자일샤프트 -