Základem úspěšného a bezpečného upevňování předmětů do podlahy, stěny nebo stropu je výběr vhodného spojovacího materiálu.
Na výběr máte z mnoha typů hmoždinek určených do nejrůznějších materiálů, které zajistí mechanické kotvení. Při upevňování většiny předmětů v domácnosti si vystačíte s hmoždinkou. Používání chemické kotvy na police, věšáky, obrazy nebo malé skříňky je zbytečné.
Pokud vyberete vhodný typ hmoždinky, spolehlivě do zdi nebo stropu připevníte i předměty o hmotnosti desítek kilogramů. V některých případech lze pracovat jak s běžnými hmoždinkami, tak chemickými kotvami. Příkladem je upevňování těžší obývací stěny nebo robustního držáku na velký televizor. Správně zvolená hmoždinka zatížení i pnutí unese. Chcete-li však mít stoprocentní jistotu pevného spoje, který vydrží mnoho let, upřednostněte chemickou kotvu.
Chemické kotvení
Kotvení chemickou cestou je vhodné v místech s nadměrnou zátěží nebo silným pnutím. Chemické kotvy se používají jak v interiérových, tak exteriérových prostorách. V domácnosti jsou vhodné například pro upevnění umyvadel, závěsných toalet, těžkých knihoven, lavic nebo houpaček.
Spoj vytvořený chemickou kotvou je vodotěsný. Proto je chemické kotvení vhodné i do míst s vysokou vlhkostí a přímým kontaktem s vodou. Chemická kotva je také odolná vůči vibracím, korozi nebo chemikáliím. Na rozdíl od hmoždinek u chemického kotvení nedochází k přenosu rozpínacích sil v podkladu.
Čtěte také: Dřevěné sloupky v betonu: Jak na to
Typy chemických kotev
Podle složení se chemické kotvy rozdělují na polyesterové a vinylesterové. První zmíněný typ představuje cenově dostupnou variantu, která je vhodná pro základní kotvení. Polyesterové chemické kotvy se dále rozdělují na typy s obsahem styrenu a bez styrenu. Tato látka silně zapáchá, a tak jsou kotvy s obsahem styrenu vhodné jen pro venkovní použití.
Vinylesterové chemické kotvy odolají extrémnímu zatížení, jsou odolné vůči tlaku i ohybu. Jsou odolné také vůči chemikáliím a dají se aplikovat i do vodou vyplněných děr. Hodí se pro kotvení do betonu, kamene i cihel.
Postup použití chemické kotvy
Postup použití chemické kotvy závisí na typu podkladového materiálu. Nejjednodušší je montáž do plných a tvrdých materiálů (betonu, plných cihel). V případě kotvení do dutých cihel je postup odlišný. Aby se hmota neroztekla, je třeba do vyvrtaného otvoru vložit plastové nebo kovové sítko.
Chemickou kotvu lze používat i při upevňování předmětů do sádrokartonu nebo pórobetonu. V případě kotvení do sádrokartonu je potřeba použít k tomu určené sítko. Při vrtání do pórobetonových tvárnic je potřeba vrtačkou kroužit, aby se vytvořil otvor kónického tvaru s širší částí uvnitř.
Základem úspěšného chemického kotvení je důkladné vyčištění vyvrtaného otvoru. Zbytky stavebního materiálu, prach a další nečistoty by totiž mohly vést k nedokonalému přilnutí hmoty.
Čtěte také: Materiály pro kotvení do betonu
Chemické kotvy jsou dvousložkové. Při vytlačování přes směšovač se obě složky spojí a dochází k chemickým reakcím. K vytvrzování (gelovatění) materiálu začne docházet přibližně po 6 minutách od aplikace. Do té doby můžete vložené šrouby nebo závitové tyče lehce vycentrovat. K samotnému vytvrzení obvykle dochází po 45 minutách, poté lze spoj již zatížit. Výše uvedené hodnoty odpovídají teplotě pokojové.
Pokud byste například chemickou kotvu aplikovali v exteriéru při venkovní teplotě kolem nuly, začne materiál tuhnout až po 45 minutách a vytvrdne asi po 7 hodinách.
Díky chemické kotvě spolehlivě připevníte i velmi těžká břemena a konstrukce, a to ve vnitřních i venkovních prostorách.
Kotvení stavebních konstrukcí
Kotevní prvky zajišťují přenos účinků zatížení z uchycovaných předmětů nebo konstrukcí ke kotevnímu podkladu, kterým může být nosná i nenosná stavební konstrukce. Podkladem je široká škála materiálů přírodních i průmyslově vyrobených. Zatížení do podkladu může mít charakter zatížení statického i dynamického.
Pro oblast kotvení stavebních konstrukcí dosud neexistuje jednotná terminologie. Tato část kapitoly se zabývá kotvením ocelových konstrukcí do betonových nebo železobetonových základových konstrukcí podle Směrnice pro kotvení ocelových konstrukcí-VN 73 2615 z 1.7.1994. Další části Směrnice spíše přísluší problematice navrhování ocelových konstrukcí.
Čtěte také: Postup kotvení plotu do zdi
Tyto prvky se osazují do konstrukcí ve stadiu jejich výroby ať už se jedná o technologii monolitického betonu nebo železobetonu popř. výroby prefabrikátů, nebo ocelových konstrukcí. Jsou do konstrukce dokonale upevněny a mají tedy vysokou mechanickou pevnost a odolnost vůči dynamickému namáhání.
Závitová pouzdra
Zpravidla se jedná o ocelovou trubku s vnitřním metrickým závitem na povrchu zdrsněnou nebo vroubkovanou. Tato trubka může být navíc prodloužena ocelovými kotevními pracnami popř. betonářskou výztuží apod. pro dosažení požadované kotevní délky v betonu a soudržnosti s betonem. Závitová pouzdra lze vkládat do betonu při výrobě prefabrikátů nebo přímo na stavbě.
Při návrhu kotvy je třeba vždy zvážit vhodnost jejího materiálu ve vztahu k prostředí, do kterého je instalována. Je nutno brát v úvahu případné chemické vlivy, nebezpečí kondenzace vodní páry, materiál šroubu do kotvy upevněného apod.
Program kotevních pouzder systém DEMU zahrnuje širokou paletu ocelových a nerez pouzder k zabetonování, která se přednostně používají při výrobě prefabrikátů pro bodové trvalé upevnění. Patří k nim např. pouzdra s vlnovým zakončením, s příčným otvorem a případně s již nalisovaným příčným trnem v tomto otvoru. Pouzdra se dodávají s přírubou pro upevnění na bednění hřebíky nebo i bez ní. Kotvy jsou pochromované nebo pozinkované popř.
Kotevní kolejnice JSA JORDAHL s prostrčenými třmeny z plechu jsou určené pro upevnění nenosných konstrukcí a konstrukční použití. Zabetonované profily Halfen-montáž a upevnění s možností rektifikace.
Na profily mohou být připevněny různé konstrukce, např. Profily HTA jsou rovněž ideální pro všechna upevnění, při nichž dochází k dynamickému zatížení, jako např. upevnění pojezdových drah jeřábů nebo upevnění strojů. Pro tyto případy použití jsou k dispozici speciální za tepla válcované profily. Zabetonované profily HTU ve vaznících nebo sloupech pro upevnění trapézových plechů závitořeznými šrouby.
Základní pojmy
Kotvení je upevňování předmětů, dílců a prvků do podkladních materiálů pomocí upevňovacích elementů (hmoždinek, kotev) jejich osazováním do předvrtaných nebo předem připravených (technologických) otvorů.
- Podkladní materiál je základní stavební materiál, do něhož se kotvení provádí (beton, kámen, cihly, tvárnice apod.).
- Hmoždinka (kotva) je upevňovací element určený pro osazování do otvorů, pomocí něhož se kotvení provádí. Plastové kotevní elementy jsou zpravidla nazývány hmoždinkami, ocelové hmoždinkami nebo kotvami. Názvosloví není dosud přesně vymezeno.
- Upevňovaný materiál jsou různé předměty, dílce a stavební prvky, které kotvením připevňujeme.
Typy spojů
- Rozpěrný spoj - je založen na vytvoření radiálního napětí mezi tělem hmoždinky (kotvy) a podkladním materiálem.
- Tvarový spoj - je založen na zachycení kotvy v dutinách, popř. rubových stranách podkladního materiálu.
- Lepený spoj - je založen na zalepení kotvy do předvrtaného otvoru. Zde se uplatňují adhezní síly pojiva vůči materiálu kotvy, podkladnímu materiálu a kohezní síly v pojivu.
- Tmelený spoj - je založen na principu vyplnění prostoru mezi povrchově členěným tělem kotvy a členitým povrchem podkladního materiálu minerálním nebo organickým tmelem. Úloha adhezních sil je minimální.
- Kombinace rozpěrného a tvarového spoje - využívá kombinace obou výše uvedených principů tím, že v zadní části otvoru pro osazení hmoždinky (kotvy) je vytvořena dutina, nebo se kotví do materiálu, ve kterém dutiny jsou.
Velikost přenášené tahové síly závisí na rozpěrném tlaku hmoždinky ve vyvrtaném otvoru, tj. na rozšíření průměru kotevního prvku. Po smontování spoje (např. zašroubování vrutu do hmoždinky) vznikne rozpínací tlak Sp , který zajistí třecí (reakční) sílu Fr mezi plochou hmoždinky a stěnou otvoru.
Velikost přenášené osové síly při zatížení tahem je dána konstrukcí hmoždinky a reakční síly jsou přímo zachyceny podkladním materiálem, do něhož se kotví.
U těchto spojů nedochází k vytváření tlaku na stěny otvorů a tedy k napětí v podkladním materiálu, takže únosnost spoje je dána kvalitou lepeného nebo tmeleného spoje a soudržností základního materiálu.
Lepené a v podstatě i tmelené spoje se mimo tuto vlastnost vyznačují tím, že jsou těsné a zabraňují vnikání vlhkosti do prostoru mezi tělem kotvy a stěnou podkladního materiálu.
Součástí Osvědčení každého typu kotevního prvku musí být definice možného použití - prvek může sloužit buď pro samostatné upevnění konstrukce, nebo pro vícenásobné upevnění. V případě selhání jednoho upevňovacího místa není možné přenesení zatížení na sousední upevňovací místa. Kotvy musí být zvlášť schváleny pro samostatné upevnění. V případě selhání jednoho upevňovacího místa musí být možné přenesení zatížení na sousední upevňovací místa.
Materiál kotevních prvků
Použitý materiál pro výrobu kotevních prvků bývá stanoven podle mnoha kritérií. Obecně platí, že materiál kotev může být libovolný, musí však vyhovovat výše uvedeným kritériím pro pozdější správný výběr kotvy.
Díky své kvalitě a delší životnost se nerezový materiál i přes jeho vyšší cenu stále více prosazuje. Použití vysoce odolné oceli A4 pro kotevní prvky je nezbytné zejména v podmínkách exteriéru, v interiéru pak ve vlhkém prostředí. Zvláštní kategorií jsou kryté bazény kde působení vzdušného chlóru způsobuje chemické narušení struktury kovů.
Výběr kotevního spoje
Materiál, do něhož bude kotveno, rozhodujícím způsobem ovlivňuje volbu spoje a velmi často svými vlastnostmi limituje možnosti použití určitých typů kotev. Nejdůležitějším údajem pro volbu kotevního spoje je pevnost materiálu v tlaku a v tahu. Největší problémy v tomto směru způsobují pórobetony a lehké betony (zejména škvárobeton). Pevnost v tlaku se pohybuje od 2,0 do 4,0 MPa, pevnost v tahu od 0,20 do 0,70 MPa.
I při sebedůmyslnějším provedení kotev pro tyto materiály si musíme uvědomit, že nemůžeme dosáhnout vyšší únosnosti kotvy, než je soudržnost podkladního materiálu, neboť při překročení jeho únosnosti nedojde k vytržení kotvy, ale celého kuželu podkladního materiálu. Únosnost spoje můžeme tedy zvýšit pouze volbou větší kotevní hloubky vrtaného otvoru.
Cihelné zdivo má pevnost v tlaku od 4,0 do 35,0 MPa, pevnost v tahu od 1,2 do 3,2 MPa. Prostý beton má pevnost v tlaku od 5,0 do 60,0 MPa, pevnost v tahu od 0,6 do 2,5 MPa. Tahové napětí v betonových prefabrikátech přejímá ocelová výztuž.
V tahové oblasti se nedoporučuje používat kotvy s rozpínacími silami. Tyto je možno osazovat v tlakové oblasti, nebo v neutrální ose. Kromě toho je třeba upozornit na nutnost osazování kotev do čerstvého betonu nejdříve po 7 dnech tvrdnutí, nejlépe až po 28 dnech, kdy krychelná pevnost dosáhne normových hodnot.
Stavební materiál a jeho kvalita jsou rozhodující pro výběr upevňovacích prvků: Rozlišujeme beton, zdivo a deskové stavební materiály.
Vrtání do stavebních materiálů
Pro vrtání do stavebních materiálů bez příklepu (děrované cihly a bloky) - vrtací fréza z tvrdokovu (Ejot). Vícebřitá korunka zajišťuje rychlé a přesné vrtání s minimálním přítlakem. Vrt je geometricky přesný a nedochází k poškození vnitřních žeber.
Směr a poloha zatížení se uvádí vždy vzhledem k ose kotvy. U výrobkù jsou zpravidla udávána zatížení na mezi pevnosti, popř. doporučené hodnoty únosností. Profesionální katalogové údaje udávají maximální hodnoty trvalého provozního zatížení, které jsou obyčejně 3x menší než hodnoty zatížení, při kterých dochází k destrukci kotevního spoje. Tento součinitel bývá nazýván „koeficient bezpečnosti kotevního spoje".
Při návrhu kotevního spoje je důležité si uvědomit, že axiální zatížení kotvy šroubového typu se skládá téměř vždy ze součtu síly působící na kotvu utažením matice šroubového spoje a síly vyvozené hmotností nebo dynamickými účinky vlastního upevněného prvku.
Pokud povrch podkladového materiálu, osa kotvy a směr působící síly se neprotínají v jednom bodě, dochází k namáhání spoje ohybem. Rameno ohybu se při výpočtu doporučuje zvětšit asi o 1/2 průměru vyvrtaného otvoru vzhledem k možnému vytrhnutí jeho okraje.
Kotvu dimenzujeme podle výrobcem udaných hodnot ohybových momentù, nebo častěji na základě vlastního statického výpočtu.
Při volbě kotev musíme také přihlédnout k průběhu zatížení v závislosti na čase. To může být statické (krátkodobé nebo dlouhodobé), nebo dynamické (tlumené, střídavé nebo rázové). Pro dynamická zatížení musíme vyloučit především všechny kotvy s rozpěrným působením v materiálech s velmi malou krychelnou pevností. Naopak pro dynamická namáhání jsou vhodné lepené, popř. tmelené kotvy.
Při volbě počtu kotev vycházíme z druhu připevňovaného materiálu (předmětu) a možností přenesení požadovaného zatížení kotevním systémem. U některých konstrukcí je rozmístění kotev přímo předepsáno.
Vzájemné vzdálenosti mezi kotvami a vzdálenosti od okrajů podkladních materiálù závisejí jak na druhu podkladního materiálu, tak na funkčním principu kotvení. Např. Konkrétní údaje pro své výrobky pak zpravidla udávají jednotliví výrobci v technické dokumentaci.
Profesionální výrobci kotevní techniky dodávají mimo standardní katalogy ještě speciální příručky pro výpočty týkající se jednotlivých kotev nebo tzv. „kotevních hnízd". Zde se nejvíce chybuje a v projektové dokumentaci jsou často uváděny nevhodné vzdálenosti mezi jednotlivými kotvami nebo kotvami a okraji stavebních konstrukcí.
Často jsou navrhovány i nevhodné kotvy. Tím je porušena a snížena bezpečnost stavební konstrukce a mnohdy neúměrně stoupají náklady na stavby (u moderních staveb může hodnota kotevních soustav dosáhnout dvou až čtyř procent hodnoty stavebního díla).
Teplota prostředí při montáži ovlivňuje technologii zejména při užívání chemických kotev. Tyto zpravidla můžeme použít i za teplot pod bodem mrazu, dosažení předpokládané únosnosti se však značně prodlužuje (např. z 20 minut při + 20 °C na více než 24 hodin při - 20 °C). Doporučuje se však pracovat maximálně do teplot podkladního materiálu - 4 °C, protože při teplotách nižších mùže dojít vlivem dlouhé doby vytvrzování polyesteru nebo epoxyakrylátu (nejčastější typy pojiva) k průniku komponent podkladního materiálu do reakční směsi polymeru a tužidla a tím k nedostatečnému vytvrzení (molekulová váha výsledného polymeru je nižší). Takový spoj potom nemá předpokládanou pevnost.
Na vytvrzování má také vliv vlhkost - ve vlhkém betonu mùže být doba vytvrzování až dvojnásobná. Vlhkým betonem nebo stavebním materiálem se rozumí vlhkost větší než 4 až 5 % v případě polyesterového pojiva. V případě epoxyakrylátového pojiva mohou být betony nebo jiné stavební materiály úplnì mokré.
Další vlivy (chemické a povětrnostní) pak mohou ovlivnit volbu kotev zejména z hlediska jejich materiálu a jeho odolnosti proti tìmto vlivùm. Pro zvláštní případy se užívají kotvy elektricky izolované apod.
Zcela specifickým problémem je rozlišování jednotlivých zón podkladního materiálu. Týká se to zejména betonových konstrukcí, kde je nutné zvlášť pečlivě stanovit tahové zóny a zejména oblasti tzv. „popraskaného betonu". V takových případech je nutno použít zvláštní kotevní systémy, a to buď mechanické, nebo lepené.
Chemická kotva
Chemická kotva je rychletvrdnoucí polyesterová nebo vinylesterová pryskyřice obsahující cement. Je ideálním řešením pro kotvení roxorů, svorníků, závitových tyčí do dutého i plného materiálu. Vzniklý spoj je statický, takže zejména při domácích projektech nejsou na konstrukční beton kladeny tak vysoké nároky z hlediska pevnosti (u plášťových nebo svorníkových kotev je nutno dodržovat minimální vzdálenosti a požadavky na pevnost).
Využívá se pro kotvení do betonu, dutých cihel, porothermu, ytongu, plných cihel, plynobetonu, pemzy (hornina), pískovce, přírodního kamene, sádry.
Chemická kotva se používá pro kotvení do celé řady tvrdých materiálů s VÝJIMKOU DŘEVA. Běžná kartuše obsahuje 300 ml chemické malty. Prodávají se i kartuše 400 ml, které jsou určeny spíše profesionálům. Pro větší balení si navíc nevystačíte s klasickou vytlačovací pistolí.
tags: #kotveni #zabradli #do #betonu #postup