Základním principem kotevní techniky je přenést účinky zatížení uchycených předmětů či konstrukcí na kotevní podklad, přičemž podkladem zde rozumíme nosnou i nenosnou stavební konstrukci. Je klíčové vybrat správnou kotevní techniku vzhledem k materiálu podkladu, umístění (interiér vs. exteriér) a samozřejmě schopnou snášet příslušné zatížení - ať už statické, nebo dynamické.
Hmoždinka se osazuje do otvorů, pomocí kterých se kotví a slouží jako dodatečný upevňovací element. Může být vyrobena z nejrůznějších materiálů, dominují plasty a kovy (záleží na podkladu a zatížení). Mezi další důležité parametry patří užitná délka (neboli tloušťka montovaného dílu) a kotevní hloubka.
V dnešní době je k dostání velké množství různých hmoždinek od různých výrobců. Potřebujete připevnit poličku, skříňku, obraz či držák na televizi? Nevíte si rady, jaké hmoždinky použít právě pro váš projekt? Potřebné informace se dozvíte v tomto článku. Představíme vám jednotlivé druhy hmoždinek a jejich použití.
Materiály hmoždinek
Hmoždinky jsou vyráběné z plastu nebo kovu - vždy záleží na typu hmoždinky a jejímu účelu. Dnes už se drtivá většina plastových hmoždinek vyrábí z kvalitního polyamidu PA6 (nylon), který je vysoce odolný, pevný a tvrdý.
Většina klasických hmoždinek můžete sehnat ve dvou provedeních - s límcem nebo bez límce. Hmoždinky s límcem se používají zejména pro kotvení do dutinových a děrovaných materiálů. Díky límečku hmoždinka nezapadne do vyvrtaného otvoru. Čím delší límeček zvolíte, tím lepší bude pevnost při následném kotvení. Hmoždinky bez límce jsou vhodné pro průvlečnou montáž, kde je potřeba vytvořit rovnou dosedací plochu.
Čtěte také: Použití Kotevní Patky do Betonu Typ U
Typy hmoždinek a jejich použití
Konečně se dostáváme k jádru pudla, tedy k samotnému rozdělení hmoždinek podle konstrukce a způsobu použití.
Univerzální hmoždinky
- Univerzální hmoždinky se širokým spektrem použití. Pro uchycení a kotvení různých materiálů a konstrukcí do zdi si velmi často vystačíte s těmito klasickými hmoždinkami.
- K dostání jsou v různých velikostech a lze je používat pro kotvení do betonu, plné i duté cihly nebo pórobetonu.
- Geometrie hmoždinek umožňuje snadné vložení do vyvrtaného otvoru, křidélka brání protáčení hmoždinek.
- Vyrábí se typy s límečkem i bez něj.
- Pro kotvení lehkých předmětů jako jsou například obrázky, světla a elektrické vypínače, které nebudou nijak zatěžovány si vystačíme s obyčejnými univerzálními hmoždinkami, do kterých kotvíme předmět pomocí univerzálních vrutů.
- Pro lehčí předměty pomocí vrutů, jako jsou například obrázky, světla a elektrické vypínače, doporučujeme univerzální hmoždinky Mungo MQ, které fungují výborně i v lehčených materiálech.
Natloukací hmoždinky
- Pro jednoduchou a rychlou montáž se skvěle hodí natloukací hmoždinky, které obsahují našroubovaný vrut.
- Používají se pro snadné a rychlé kotvení do běžných stavebních materiálů jako je beton, kamen a plná cihla.
- Jsou však nevhodné do deskových materiálů, porobetonu a dutých cihel.
- Součástí těchto hmoždinek je vrut nebo hřebík, který se po umístění hmoždinky do vyvrtaného otvoru nešroubuje, ale zatluče se kladivem. Hmoždinka se roztáhne a v otvoru se zaklíní.
- Výhodou natloukacích hmoždinek je rychlá montáž.
- Natloukací hmoždinky se používají pro kotvení obvodových profilů sádrokartonových konstrukcí ke stávající nosné konstrukci.
Uzlovací hmoždinky
- Uzlovací hmoždinky se používají do různých materiálů. Univerzální princip hmoždinky umožňuje použití v plných, dutých a deskových stavebních materiálech. Proto jsou tyto hmoždinky správnou volbou u neznámých kotevních podkladů.
- V plném materiálu se rozepřou, zatímco v dutém se zauzlují.
- Uzlovací hmoždinky se používají pro běžné zatížení do materiálů, jako je třeba Ytong.
- Optimální vedení vrutu zajišťují šikmá žebra, která se nacházejí uvnitř hmoždinky, a díky pojistce ve tvaru pilových zubů se hmoždinka neprotáčí.
- Pokud budeme kotvit těžší předměty, nebo předměty, které budou dále zatěžovány a namáhány, například konzoly, skříňky, police, garnýže a ocelové profily pro konstrukci sádrokartonu, doporučujeme použít uzlovací hmoždinku Mungo MU, u které při dotahování dojde k zauzlování v dutině cihly a je bezpečně zajištěna proti vytažení z otvoru.
Hmoždinky do sádrokartonu
- Pro kotvení předmětů do sádrokartonu se používají šroubovací hmoždinky nebo kotvy s tzv. tvarovým stykem.
- Hmoždinky mají kónický tvar s ostrým závitem a jsou vyrobeny z plastu (polyamid) nebo kovu. K dostání je také několik různých typů kotev do sádrokartonu.
- V dutině za sádrokartonovou stěnou se buď sklopí jako kotva, zauzlují se nebo se rozevřou jako deštník.
- Proti vytažení hmoždinky působí odpor v závislosti na tom, jak je stěna tlustá a také v závislosti na velikosti plochy, o kterou se hmoždinka opírá.
- U těžkých předmětů, jako jsou velké police, televizory nebo těžké kuchyňské skříňky, je potřeba pevnější kotvení.
- Na těžší břemena sáhněte po kovových hmoždinkách vybavených deštníčkem s velkým rozpěrným rádiusem. Pro deskové materiály jsou vhodné i hmoždinky s krátkou rozpěrnou délkou, které se jednoduše montují díky vytvarovanému vnitřnímu závitu.
Hmoždinky do pórobetonu (Ytongu)
- Ytong neboli pórobeton je v dnešní době velmi oblíbeným stavebním materiálem. Do Ytongu můžete použít hmoždinky plastové i kovové.
- Kovové zatloukací hmoždinky je možné použít bez předvrtání (například pro upevnění potrubí).
- Plastové hmoždinky pro pórobeton mají speciální konstrukci, využijete je k upevnění střešních a fasádních konstrukcí, zábradlí a dalších podobných prvků. Do vyvrtaného otvoru se natlučou pomocí kladiva.
- Hmoždinka GB je vyrobena z kvalitního nylonu a osazuje se do zatlučením kladivem do otvoru předvrtaného bezpříklepovým vrtáním.
Nylonové hmoždinky
- Nylonové hmoždinky od výrobce Mungo jsou vhodné pro většinu aplikací v děrovaných cihlách a lehčených materiálech.
- Cihly Porotherm jsou tvořeny ze spousty malých dutinek - vnitřní stěny jsou tenké a venkovní plášť má silnější stěnu. Pro dosažení maximální pevnosti je ideální zvolit takovou délku hmoždinky, aby se zauzlovala hned za nejsilnější nosnou stěnu.
- Hmoždinka disponuje křidélky, které zajistí, že se hmoždinky nebudou protáčet ve vyvrtaném otvoru.
- Využití těchto hmoždinek je velmi široké - kotvení fasády, profilů, konzolí, rámů, obložení, rolet.
Rámové hmoždinky
- Rámové hmoždinky jsou znatelně delší a díky pojistkám se neprotáčí a zároveň se předčasně nerozpínají.
- Dokáží se přizpůsobit vyvrtanému otvoru, tlakem vrutu dojde k vysunutí lamel, které se pevně zapřou o stěny dutiny, a tím vznikne pevný spoj.
- V plném materiálu a pórobetonu fungují rámové hmoždinky na principu třecího spoje. V děrovaném materiálu se první část rozpěrné zóny zakotví v obvodové stěně cihly. Zbytek se buď mírně rozepře nebo v dutině vytvoří tvarový zámek.
- Druhým používaným typem jsou rámové hmoždinky. Nejčastěji se dnes používají plastové hmoždinky, které postupně vytlačují kovové varianty.
Talířové hmoždinky
- Talířové hmoždinky jsou plastové fasádní hmoždinky s trnem a používají se při montáži izolačních desek ke konstrukci zateplovaného objektu.
- Běžně se vyrábí celoplastové hmoždinky s plastovým trnem a hmoždinky s kovovým natloukacím nebo šroubovacím trnem.
- Talířové hmoždinky jsou určené ke kotvení polystyrenu nebo minerální vaty.
- Správný typ hmoždinky a přesný počet se volí podle typu izolantu a podkladní konstrukce.
- Talířové hmoždinky je dobré používat v kombinaci s izolační zátkou, která zakryje talířek hmoždinky, čímž je zabráněno prokreslování kotev na fasádě.
Lešenářské hmoždinky
- Lešenářské hmoždinky se spolu s lešenářskými oky používají pro připevnění stojících i pojízdných lešení, připevnění reklamních bannerů na fasády domu, napínacích lan, řetězů, bezpečnostních clon, pergol a podobně.
- Jsou primárně určeny pro montáž do betonu, přírodního kamene, plné cihly, omezeně také pro děrované cihly, duté tvárnice a plynosilikáty.
- Maximální únosnosti systému lze dosáhnout, pokud je vyvrtaný otvor vyčištěn a zbaven prachu, přičemž rozměry vyvrtaného otvoru musí odpovídat údajům výrobce.
- Křidélka po stranách zabraňují protočení hmoždinky a usnadňují montáž.
Ocelové kotvy
V oblasti kotevní techniky se velmi dobře osvědčuje nerezová ocel díky své velké odolnosti vnějším vlivům a ostatním fyzikálně-mechanickým vlastnostem. Ocelové kotvy se používají v náročnějších exteriérových podmínkách. I při využívání nerezu je třeba přijmout opatření proti možné korozi.
Často diskutovanou záležitostí je u kotevní techniky cena - čím nižší, tím lepší. U jakékoli kotevní techniky by však mělo hrát prim špičkové provedení, protože v případě selhání může docházet k velkým škodám na majetku či dokonce na životech. Dobrou ocelovou kotvu lze identifikovat např. okázalými výstupky a zuby na expanzním kroužku či hladkým a celistvým zúženým povrchem kuželíku. Při montáži je třeba dávat pozor na moment utažení překračující povolenou hodnotu, protože to zkrátí životnost kotvy.
Druhy ocelových kotev
Druhy ocelových kotev lze rozdělit např. na:
- Kotevní patky: Jde o ohýbaný, nejčastěji ocelový plech s otvory pro ukotvení. Tento typ kotvící techniky se používá hlavně pro uchycení dřevěné konstrukce k betonovému podloží, například u pergol nebo teras. Kotevní patky mohou mít přišroubovaný nebo přivařený čep, takové se hodí zejména do nezatvrdnutého betonu u nových konstrukcí.
- Jsou vyrobeny s cílem udělat si otvor v podkladovém materiálu bez nutnosti přípravného vrtání (obvykle již není třeba další zajištění). Často se však také kombinují s hmoždinkami.
Příklady ocelových kotev
| Typ kotvy | Popis |
|---|---|
| Svorníková kotva Fischer FAZ II | Průvlaková kotva ETA Option 1 / Požární odolnost F120 / Certifikát na seismicitu |
| Svorníková kotva Fischer FBN II | Galvanicky zinkováno |
| Trubková kotva Fischer FSA-S se šroubem | Základní ocelová trubková kotva se šroubem. |
| Trubková kotva Fischer FSA-B s maticí | Základní plášťová kotva zakončená maticí. |
| Ocelová zarážecí kotva do betonu Fischer EA II | Ocelová zarážecí kotva dostupná s vnitřním závitem M6-M20. Dostupná je také speciální varianta pro připevnění diamantové vrtačky. |
| Ocelová kotva pro velká zatížení Fischer FH II B | Vysokozátěžová kotva zakončená maticí. |
Kotvení do betonu
Důvodem, proč existuje široká nabídka ocelových kotev do betonu je, že existují různé betony a různé aplikace kotvení, které vyžadují různé přístupy ke kotvení. Beton je směs vody, agregátů (tj. malých kamenů), písku a portlandského cementu. Cement a voda tuhnou a agregáty vážou na pevnou hmotu v průběhu času procesem nazývaným hydratace. Beton, který je mladší než 28 dnů, by neměl být vrtán ani bychom do něj neměli kotvit. Čím starší je beton, tím pevnější je, a je do něj těžší vrtat. V některých případech se beton stárnutím také stává více abrazivním.
Čtěte také: Typy a použití kotevních šroubů do betonu
Ve velmi pevných a starých betonech se může stát, že šrouby do betonu nebudou schopny si vytvořit závit. Čím pevnější beton, tím můžete očekávat větší výtažné síly. V certifikaci ocelové kotvy naleznete vždy výtažné síly pro beton s určitou pevností. Pevnost betonu se označuje písmenem C a číslem např. U všech kotev do betonu je v certifikátu dána minimální tloušťka betonu. Každý typ a velikost kotvy má tuto hodnotu jinou. Jako pravidlo platí čím menší průměr kotvy tím tloušťka betonu může být menší. Je důležité, aby se pracovní konec betonové kotvy příliš nedotýkal dna betonu.
Při kotvení do betonu s armaturou se většinou snažíme vyhnout armování. Je důležité určit průměr kotvy potřebný z hmotnosti předmětu, který se má upevnit na betonu. Nejslabším článkem betonové kotvy je beton, do kterého je umístěn. Ve většině případů je to ten, který selže, ne kotva. Nejlepších výtažných hodnot se dosahuje, když je beton tvrdý a kotva je usazena co nejhlouběji. Toto je především důležité z bezpečnosti, kdy selhání kotvy, která připevňuje předmět do stropu, může mít kritické následky.
Objekt umístěný na zeď vytváří kombinované zatížení na tah a smykem. Hodnoty smyku každé kotvy závisí na jejím průměru a nejsou ovlivněny hloubkou ukotvení. Ukotvení předmětů do betonové podlahy zahrnuje uložení objektu na místě, aby se nehýbal. Průměr kotvy je obvykle určen velikostí otvoru v přípravku. Dynamické zatížení je zatížení, které je v neustálém pohybu, tj. ventilátor, dopravní pás, robot nebo značka ve větru. Většina ocelových kotev pracuje na principu tření. Pokud jsou dynamicky namáhány, dochází postupně k zmenšování třecí síly a může dojít k úplnému selhání kotvy.
Obecně platí, že ocelové kotvy jsou navrženy tak, aby se dostaly do díry v betonu a zpět již ne. Některé kotvy jsou určeny k tomu, aby bylo možné v určitém budoucím čase odstranit upínací prvky, jako například paletový regál nebo oplocený sloupek. Mnohokrát díra v přípravku určuje, který průměr kotvy musí být použit. Někdy je nutné připevňovací otvor převrtat na větší průměr. Pozor na označení ocelových kotev, kde velikost kotvy nemusí znamenat průměr vrtaného otvoru. Konečný vzhled je často velmi důležitý. Některé kotvy jsou zakončeny svorníkem a maticí jiné zas pouze šestihrannou hlavou šroubu.
Jak vybrat správnou kotevní techniku
Jak rychle vybrat tu správnou ocelovou kotvu? Každý případ je tak odlišný díky různým podmínkám, že to není vůbec jednoduché. Potřebujete upevnit polici na zeď, namontovat markýzu nebo třeba přišroubovat konzoli klimatizace na zateplenou fasádu? Pak je vám jasné, že se neobejdete bez hmoždinek, které se v materiálu pevně vzepřou a zajistí stabilitu připevňovaných předmětů. Aby bylo kotvení funkční, je třeba vybrat správný typ.
Čtěte také: Kotevní patky do betonu
Základním krokem k úspěšně zvládnuté zakázce je správný výběr kotevní techniky. Prvním aspektem výběru může být vlastní zkušenost s určitým typem kotvení. Dalšími vodítky mohou být informace v katalozích kotevní techniky různých výrobců. Velmi často také pomáhá internet a spousta zde dostupných rad. Zde ovšem doporučuji být opatrný při výběru nalezených řešení. Pokud se jedná o složitější a náročnější aplikace, je nutné postupovat podle výpočtu nebo doporučení projektanta, případně statika, který kotevní prvek s požadovanými vlastnostmi navrhne.
Při výběru kotevního prvku jsou nejdůležitějšími aspekty především podklad do kterého budeme kotvit. Většinou se jedná o beton, beton s trhlinami, plná nebo děrovaná cihla, pórobeton, Ytong, přírodní kámen nebo dřevo. Dalšími vlastnostmi ovlivňující výběr jsou požadovaný typ instalace - distanční montáž, montáž prostrčením nebo předsazená montáž a podmínky instalace - kotvení v agresivním prostředí, v prostředí s vyšší vlhkostí, nebo v seismické oblasti, atd. Důležitým hlediskem je také požadavek na zatížení kotevního prvku. V neposlední řadě je důležitým aspektem certifikace, posouzení nebo schválení. Celá řada kotevní techniky má certifikaci ETA a protipožární atesty.
Výběr vrutů a vrtáků
Ke hmoždince musíte pořídit samozřejmě i vhodné vruty nebo háčky odpovídajícího průměru a délky. Ta by měla odpovídat minimálně součtu délky hmoždinky a jejímu průměru. Pro správnou funkčnost, pevnost a nosnost ukotvení pomocí hmoždinky je důležitá správná volba rozměru vrutu nebo metrického šroubu. Délku vrutu volíme delší o cca 5 mm, než je délka hmoždinky a dále musíme k délce přičíst tloušťku připevňovaného materiálu.
Používejte velikost vrtáku, která odpovídá průměru dané hmoždinky. Při vrtání do měkkých stavebních materiálů sáhněte po vrtáku menším o 1 mm. Při montáži se nebude hmoždinka protáčet a zvýší se její nosnost. Způsob vrtání zvolte podle typu materiálu. Důležitým krokem před samotným kotvením je vyvrtání správného průměru a hloubky otvoru v závislosti na použité hmoždince. Obecně platí, že průměr otvoru se rovná vnějšímu průměru hmoždinky, hloubka otvoru musí být delší, než délka hmoždinky, aby šla celá zarazit do otvoru. Otvory vrtáme stavebními vrtáky, do plných materiálů vrtáme s příklepem, do dutých materiálů bez příklepu.
Při montáži výplní stavebních otvorů se setkáváme zejména se třemi typy kotevních prvků. Nejčastěji jsou to turbošrouby o průměru 7,5 mm. Jedná se o šroub se závitem umožňujícím přímé zašroubování do zdiva s předvrtáním. Při použití je důležitý průměr vrtáku - do zdiva používáme průměr 6 mm, do betonu 6,5 mm. Turbošrouby jsou dostupné v různých provedeních typů hlav. Nejčastěji se používá klasická zapuštěná hlava. Dalším typem je hlava válcová, která se používá zejména u dřevěných oken a posledním typem je půlkulatá hlava, která je stále oblíbenější zejména z důvodu rovné dosedací plochy, která lépe těsní k profilu.
Zátěžové kategorie kotev
Na základě zatížení kotvy je možno rozdělit do tří skupin: lehké kotvy, střední kotvy a těžké kotvy.
- Lehké kotvy: Jsou kotvy s povolenou zátěží do asi 3 kN. V principu lehké kotvy zahrnují všechny typy hmoždinek, jako jsou univerzální hmoždinky, víceúčelové hmoždinky, rámové kotvy, nástěnné hmoždinky, kotvy do aircrete, hmoždinky hammerfix, rozevírací hmoždinky, panelové kotvy, samovrtné kotvy, molly kotvy a expanzní hmoždinky. Příkladem lehké kotvy je upevnění kabelového kanálu do sádrokartonové desky.
- Střední kotvy: Mají povolenou zátěž do asi 20 kN. Střední kotvy zahrnují příčné klíny se závitem, klínová pouzdra a klínové šrouby. Upevnění schodišťového zábradlí nebo potrubí do zdiva často vede ke střední zátěži.
- Těžké kotvy: Mohou odolat silám až do asi 60 kN. Ukotvení ocelové konstrukce v betonu je příkladem aplikace s vysokou zátěží. Odpovídající kotvy pro takovéto situace jsou bezpečnostní šrouby, rychlé stavební kotvy, Hammer Set kotvy, podřezávací kotvy, kotvy pro velké zatížení, klínové kotvy a chemické kotvy. Ve skutečnosti, bez ohledu na zatížení, použití v tahové oblasti vždy vyžaduje kotvu pro velkou zátěž. Kotvy použité před nebo během lití betonu také patří do kategorie kotvy pro velkou zátěž. Jejich příkladem jsou kotevní šrouby, hákové kotvy a trubkové vložky.
Pokud kotva musí splňovat přísné požadavky, je vysoce důležitý správný výpočet zátěže. Různé organizace navrhly směrnice v tomto oboru. Evropské směrnice pro schvalování byly navrženy v EOTA, Evropské organizaci pro technické schvalování. V severní Americe jsou nejdůležitějšími organizacemi pro stavební upevnění American Concrete Institute (ACI), American Society for Testing and Material (ASTM) a International Conference of Building Officials Evaluation Services (ICBO ES). Výpočetní metody, vydané EOTA a ACI si do značné míry navzájem odpovídají, a nabízejí možnost ekonomických a efektivních konstrukcí.
Důležitost správné montáže
Aplikace kotevní techniky a dodržení předepsaných postupů jsou stejně důležité jako výběr správného typu kotvení. Při nedodržení předepsaných postupů a doporučení bude i sebelepší kotevní prvek vykazovat podstatně nižší únosnosti a tím pádem ohrozí funkčnost kotveného prvku. Špatná volba hmoždinky může vést k nestabilnímu uchycení, poškození materiálu nebo dokonce k pádu předmětu, což může mít závažné důsledky, zvláště u těžkých konstrukcí.
Častým problémem je dodržení minimálních vzdáleností od hrany zdiva, zejména při kotvení otvorových výplní skrz rám okna a současně s venkovním lícem stavby. Tahovou zkouškou turbošroubu a rámové hmoždinky jsme prokázali výrazný rozdíl únosnosti kotvení při použití příklepového nebo rotačního vrtání v duté cihle (Porotherm, Heluz, …). V prvním případě, při použití příklepu dojde v podstatě k demolici vnitřních stěn, což razantně sníží pevnost kotvení - výsledek 0,1 kN. (10kg). Ve srovnání s rotačním vrtáním je potom výsledek 17x lepší - 1,7 kN (170kg). Proto doporučujeme používat speciální vrtáky, určené pro bezpříklepové vrtání. Druhou zkoušku jsme provedli s chemickou kotvou, kde jsme prokázali značný rozdíl v únosnosti mezi nesprávnou a správnou přípravou kotevního otvoru. Obvykle se zapomíná na vykartáčování a vyfoukání otvoru. Doporučujeme dodržovat správné postupy při aplikaci kotevních prvků, jelikož pouze správně provedená montáž okna zajistí jeho správnou funkčnost.
tags: #kotevni #technika #typy #a #použití #hmoždinek