V každodennej praxi, či už v projekcii, alebo priamo na stavbe, sa stretávame s problémom pripojenia rôznych prvkov k nosným konštrukciám - s kotvením. Kotvy nie sú ničím iným ako pokročilým doplnkom používaným na pripevnenie ťažkých prvkov na betónové povrchy a steny. Môžu to byť kotvenia oceľových alebo drevných nosných prvkov, upevnenie zábradlí a iných doplnkov či pripevnenie inštalácií a technológie.
Kotevnú techniku využijeme aj pri realizácii kontaktnej izolácie alebo pri napájaní starých a nových murovaných konštrukcií. Kotvenie musí byť v prvom rade spoľahlivé, no pri sériových aplikáciách treba myslieť i na efektívnosť. Správny výber stenovej kotvy je veľmi dôležitým prvkom, pretože samotné spojenie musí byť vysoko flexibilné. Je ich viacero druhov, napríklad mechanické alebo pastovacie, pričom každá kategória má iné vlastnosti a možnosti.
Špecifické kotvy pre predsadené murivo: RawlPLug KWB-4/180
Pre upevnenie trojvrstvových stien, kde je fasáda, napríklad klinker, pripevnená k existujúcej nosnej konštrukcii, sú vhodné zatĺkacie kotvy RawlPLug KWB-4/180. Táto kotva je flexibilná a bude vhodná pre izoláciu s hrúbkou 25 mm, ako aj pre izoláciu s hrúbkou 5 mm, v závislosti od konkrétnych požiadaviek projektu.
Po vyvŕtaní otvoru sa kotva pripevní k nosnej konštrukcii príslušnou rozpernou skrutkou. Nástenná kotva KWB je tiež ideálna na kotvenie do zeme a používa sa na spojenie novovybudovanej priečky s existujúcou priečkou. Inštalácia hnanej kotvy by nemala spôsobovať žiadne problémy a vysoká kvalita materiálov zaručuje jej životnosť na roky.
Tieto kotvy sú dostupné v rôznych dĺžkach: 155 mm, 185 mm, 225 mm, 250 mm, 275 mm, 325 mm, 375 mm a 425 mm. Majú priemer drôtu 4 mm a sú vyrobené z drôtu z nehrdzavejúcej ocele V4A, čo zabezpečuje ich odolnosť voči korózii a dlhú životnosť v exteriérovom prostredí.
Pri inštalácii na kotvy položíme izoláciu, ktorá musí tesne priľnúť k povrchu nosnej steny. Najlepším riešením je, keď sú spoje trojvrstvových stien v rovnakej výške a kotvy sú umiestnené vo zvislej polohe alebo mierne ohnuté smerom nadol k nosnej vrstve. Pre krátku dilatačnú zónu (skupiny A a B) sa používa hmoždinka KRK-04 5,5 x 38 mm s hĺbkou kotvenia do steny 38 mm, pre dlhú dilatačnú zónu (skupiny C, D a E) je vhodná NKRK-08060.
Všeobecné typy kotvenia a ich princípy
Základné spôsoby kotvenia sa líšia mechanizmom, akým prenášajú zaťaženie do základného materiálu.
Rozperné (mechanické) kotvy
Princíp držania kotvy v stene využívajú rozperné kotvy. Koreň kotvy sa oprie o steny vrtu určitou silou, čím sa aktivizuje trenie vzdorujúce zaťaženiu. Sila, ktorou kotva roztláča steny otvoru, je v tomto prípade priamo úmerná zaťaženiu, ktoré je schopná preniesť. V menej pevných materiáloch teda nemôžeme očakávať veľké únosnosti.
Bežné rozperné kotvy do betónu nemožno použiť na kotvenie do muriva, mohlo by dôjsť k jeho porušeniu. Na kotvenie do plnej tehly a pórobetónu sú určené len ľahké kovové kotvy s puzdrom z plechu alebo plastové rozperky (hmoždinky). Rozperka sa aktivuje buď zaskrutkovaním príslušnej skrutky, alebo iba jej jednoduchým zatlčením. Do tejto skupiny môžeme ešte zaradiť jednoúčelové tŕne na prichytenie izolácie, či už plastové, alebo oceľové, ktoré sa do vyvŕtaného otvoru len zatlačia a rozopierajú sa v ňom vlastnou pružnosťou.
Kotvy s tvarovým zámkom
Tvarový zámok si kotva vytvorí buď zarezaním do základného materiálu, alebo zmenou tvaru svojho tela tak, že sa zakliesni v dutine vo vnútri materiálu - zaťaženie sa tak roznáša na väčšiu plochu. Zarezávajú sa špeciálne samorezné skrutky, ktoré sa do predvŕtaného otvoru zaskrutkujú špeciálnym skrutkovačom s tangenciálnym príklepom.
Iným spôsobom vytvorenia tvarového zámku je plastová rozperka, ktorej telo je navrhnuté tak, aby sa pri uťahovaní skrutky čo najviac zdeformovalo do strán (zauzľovalo) a roznieslo zaťaženie na väčšiu plochu. Viaceré typy sú schopné rozoprieť sa o steny vrtu v plnom materiáli, zatiaľ čo v dutinách tvoria uzly. Na kotvenie v materiáloch s dutinami vyhovujú kotvy, ktoré nie sú fixované trením, ale tvarovým stykom. Kotviace prvky s tvarovým stykom však zabezpečujú oveľa nižšiu únosnosť ako rozperné zápustky.
Kotvenie tvarovým spôsobom sa uplatňuje pri murive s dutinami alebo plášťovými podkladovými konštrukciami a umožňujú ho špeciálne zápustky, ktoré sa pri zatáčaní skrutky plasticky deformujú a upevňujú skrutku o steny dutín alebo plášťa.
Injektážne a lepené (chemické) kotvy
Lepené kotvy prenášajú zaťaženie po celej dĺžke kotevnej skrutky vďaka priľnutiu lepidla k stenám vrtu - adhézii. V takomto prípade je vrt o niečo väčší ako kotevná skrutka či závitové puzdro a vzniknutá medzera sa vyplní chemickou zmesou, ktorá po vytvrdnutí zaistí dokonalé spojenie. Lepiaca hmota je zvyčajne dvojzložková (v plastových tubách alebo fóliách) a na jej vytlačenie je potrebná vhodná pištoľ. Kvalita celého systému je rozhodujúca pre pohodlnosť aplikácie a spoľahlivosť výsledného kotvenia.
Chemické kotvy sú celkovo flexibilnejšie, ponúkajú širokú škálu kombinácií kotevných elementov a lepiacich tmelov a umožňujú kotvenie aj do neštandardných kotevných hĺbok. Kotvenie nevnáša dodatočné napätie do základného materiálu, vďaka čomu sa dá kotva upevniť bližšie k okraju prvku. Vo všeobecnosti možno lepenými kotvami dosiahnuť vyššie únosnosti. Na druhej strane, nemožno ich okamžite zaťažiť, sú citlivejšie na čistotu a vlhkosť kotevného otvoru a samotná realizácia je o niečo prácnejšia. Lepené kotvy sa môžu aplikovať len v obmedzenom rozsahu teplôt a rovnako treba dbať na dĺžku uskladnenia.
Špeciálnym prípadom sú injektážne kotvy v dierovanej tehle, kde je nevyhnutné zabrániť stečeniu injektážnej látky do dutín. Najprv treba do vyvŕtaného otvoru vsunúť sieťové puzdro - trubičku s husto perforovanými stenami -, ktoré zabráni stečeniu hmoty do priestoru. Pri vtláčaní kotevnej skrutky dochádza k vytláčaniu injektážnej látky cez sieťovinu do okolia puzdra, kde sa hmota opäť spojí a vytvrdne. Aby to skutočne fungovalo, dôležité je kvalita materiálu a zladenie celého systému injektážna látka - puzdro - kotevný element.
Kotvenie lepením sa používa v miestach, kde sa nemôže uplatniť kotvenie rozperným spôsobom a je vhodné na kotvenie v krajných zónach materiálov a v ťahových zónach nosnej konštrukcie. Do vyvŕtaných otvorov sa nanesie tmel na báze epoxidových živíc s potrebnou hustotou a vloží skrutka. Na kotvenie lepením možno použiť aj chemické kotvy, ktoré pozostávajú z ampulky obsahujúcej zmes syntetickej živice, kremeňa, piesku a špeciálneho vytvrdzovača. Chemická ampulka sa rozbije oceľovým svorníkom a vibračným pohybom sa všetky prvky v ampulke dokonale premiešajú na živicovú maltu. Tento kotviaci systém garantuje najvyšší účinok v pevných a plných materiáloch a nevnáša vnútorné napätie do podkladového materiálu.
Nastreľovacie kotvy
Zvláštnym prípadom kotvenia je nastreľovanie. Prvok má podobu klinca, ktorý sa pomocou špeciálneho prístroja veľkou energiou v zlomku sekundy osadí do základného materiálu. Nastreľovacie pištole sú bezpečné a ich prednosťou je nezávislosť od zdroja energie a najmä rýchlosť kotvenia. Tieto kotvy možno zaťažiť okamžite po osadení, ich použitie nie je obmedzené teplotou ani citlivé na čistotu kotevného otvoru a samotné osadenie je rýchlejšie.
Použitie nastreľovacej techniky je podmienené vlastnosťami materiálov, do ktorých sa klinec nastreľuje. Pri nastreľovaní je minimálna pevnosť silikátov 10 MPa, pre oceľ je maximálna hranica 500 MPa. Najvhodnejšie je nastreľovanie do betónu so strednou kockovou pevnosťou, menej vhodné je nastreľovanie do tehlového muriva, kde treba voliť väčšiu hĺbku klinca. Únosnosť vstreleného klinca je priamo úmerná pevnosti materiálu, do ktorého je klinec vstrelený.
Klinec musí mať pri nastrelení väčšiu povrchovú tvrdosť a húževnatosť jadra ako materiál, do ktorého sa nastreľuje. Pri vnikaní klinca do podkladového materiálu sa využíva veľká strelná rýchlosť. Pri tehlovom murive však tento spôsob možno aplikovať len podmienečne a v prípade väčšieho projektu treba požiadať odborníkov o vykonanie prieskumu a skúšok na posúdenie vhodnosti pre danú aplikáciu. Na kotvenie do pórobetónu tento systém vhodný nie je. V murive však od nastreľovacích kotiev nemožno očakávať veľké únosnosti a pri kotvení treba dodržať väčšie okrajové vzdialenosti. Pri nastrelení sa musia dodržiavať bezpečnostné predpisy, lebo expanzný prístroj sa stáva nebezpečnou zbraňou. Existuje aj nepriame nastreľovanie, pri ktorom dĺžka piesta umožňuje reguláciu hĺbky nastrelenia, čo sa uplatňuje pri kotvení do betónu.
Kombinované kotvenie
Kombinované kotvenie sa uplatňuje pri niektorých typoch kovových kotiev a pri nylonových zápustkách, kde sa prenos zaťaženia zachytáva vytvorením napätia v podkladovom materiáli a súčasne aj tvarovým spojením.
Faktory ovplyvňujúce výber kotvy
Správny výber kotvy je kľúčový pre bezpečnosť a životnosť celej konštrukcie. Ovplyvňuje ho viacero dôležitých faktorov, ktoré je potrebné dôkladne zvážiť.
Typ a pevnosť základného materiálu
Ak plánujete inštaláciu kotvy, určite venujte pozornosť typu povrchu, na ktorý bude výrobok inštalovaný. Spôsob kotvenia ovplyvňuje samotný základný materiál. Podstatný rozdiel je medzi murivom z plných tehál a pórobetónu - teda plnými materiálmi - a dierovanou tehlou. Vonkajšie obklady kotvíme do silikátov, do kovov a do dreva. Medzi najdôležitejšie vlastnosti materiálov, od ktorých závisí spôsob kotvenia, patrí pevnosť v ťahu, tlaku a pri betónoch kocková pevnosť.
Tehly nie sú homogénny materiál, preto kvalita muriva môže byť v rôznych miestach veľmi rozdielna. Preto sa odporúča rozložiť zaťaženie na viac zápustiek pomocou roznášajúcich dosiek. Vŕtanie sa uplatňuje pri kotvení do nosného podkladu pomocou zápustiek, kotiev alebo nitov. Pre lepšiu prehľadnosť si pozrite nasledujúcu tabuľku:
| Typ materiálu / Pevnosť | Charakteristika | Odporúčané kotvenie |
|---|---|---|
| Ľahké plné materiály (Plná tehla, pórobetón, plynosilikáty) | Materiály s kockovou pevnosťou do 10 MPa (niekedy do 50 MPa) | Ľahké kovové kotvy s puzdrom, plastové rozperky (hmoždinky), rázvorové kotvy, injektážne kotvy |
| Murivo z dutých tehál a blokov | Dutinové materiály | Kotvy s tvarovým stykom (zauzľujúce, injektážne so sieťkou). Bežné rozperky nevyhovujú. |
| Betón, tehlové murivo s vysokou pevnosťou | Materiály s kockovou pevnosťou 10 až 50 MPa | Rozperné zápustky rôznej únosnosti, injektážne kotvy. Nastreľovanie menej vhodné. |
| Veľmi tvrdé materiály (Oceľobetóny, betóny, prírodné kamene) | Materiály s kockovou pevnosťou nad 50 MPa | Zápustky, kovové kotvy. Nastreľovanie je najvhodnejšie do betónu so strednou kockovou pevnosťou. |
Typ a veľkosť zaťaženia
Nie je účelné zakaždým použiť čo najúnosnejšie kotvenie, keď na menšie zaťaženia často stačí jednoduchá rozperka. Naopak, veľké zaťaženia môžu byť v murive problémom. V závislosti od typu zaťaženia (normálovou alebo šmykovou silou) musíme zväčšiť kotevnú hĺbku alebo dimenziu kotevnej skrutky, čo nám umožňujú chemické systémy.
Odolnosť voči vonkajším vplyvom a korózii
Hnacia kotva by mala byť vyrobená z odolného materiálu, ktorý zostane odolný voči nepriaznivým vplyvom vonkajších faktorov, najmä prejavom korózie. Galvanické zinkovanie sa dnes už odporúča len do suchého vnútorného prostredia. Pre aplikácie vo vonkajšom alebo agresívnom prostredí volíme žiarové zinkovanie alebo nehrdzavejúcu oceľ, v špeciálnych prípadoch oceľ vysoko odolnú proti korózii.
Požiarna odolnosť
Na požiarnu odolnosť ešte stále akoby zabúdame, no treba si uvedomiť, že nosné kotvenie musí spĺňať požiadavku únosnosti aj pri požiari. Táto požiadavka sa ale môže objaviť aj pri závesoch inštalácií, špeciálne SHZ.
Spôsob a rýchlosť montáže
Často rozhodujúcim faktorom pri výbere kotvenia je spôsob a rýchlosť montáže. Treba zohľadniť, či kotvenie možno zhotoviť vopred, alebo sa musí osadiť cez otvor v pripevňovanom prvku. Je dôležité zvážiť, či chceme mať v stene iba závitové puzdro alebo môže vyčnievať skrutka, a či potrebujeme osadiť kotvenie bez zvláštnych nástrojov.
Dilatačné pohyby a prefabrikácia
Každý druh obkladu má svoj systém kotvenia a zabezpečenia statickej schémy. Tam, kde môžeme predpokladateľnú budúcu polohu kotviacich prvkov, uplatňuje sa upevňovanie kotviacich prvkov už v štádiu výroby do nosného podkladu. Vložky sa vkladajú do betónu vo výrobni, ak ide o prefabrikáty, alebo priamo na stavbe pri monolitickej nosnej konštrukcii obkladu. Do zabetónovaných prvkov sa môžu vkladať skrutky. Na zabetónované tŕne a skrutky sa pripevňuje príchytka roštu, priamo rošt alebo kotva.
Výpočtová únosnosť vložky a skrutky pri statickom namáhaní sa určí ako únosnosť skrutkového spoja a ako pevnosť betónu v ťahu. Betón sa poruší v okolí vložky v kužeľovej ploche s vrcholom kužeľa v geometrickom strede dna vložky a jeho výška je daná vzdialenosťou dna vložky od povrchu betónu.
Keď sa obkladové dosky prichytávajú k roštu, ktorý má podobné vlastnosti z hľadiska tepelných objemových zmien, obkladové dosky sa kotvia k roštu pevne a dilatačné pohyby zabezpečuje nosný rošt obkladu. V prípade rôznych tepelných objemových alebo vlhkostných zmien obkladových dosiek a roštu sa v pripojení obkladových dosiek k roštu musia zabezpečiť dilatačné pohyby. Pri prichytávaní obkladových dosiek priamo kotvami sa dilatačné pohyby môžu zabezpečiť pružnosťou kotvy alebo priamo pri prichytení obkladového prvku na kotvu. Napríklad pri kamenných obkladoch sa na kotvu do nosného muriva dáva pružný materiál alebo väčšie vyloženie kotvy umožní dilatačný pohyb. Pri kotvení kamenného obkladového prvku sa do navŕtaného otvoru vkladá neoprénová trubička, ktorá umožní dilatačný pohyb. Dodatočné upevňovanie kotviacich prvkov do nosnej konštrukcie (podkladu) sa vykonáva ich vkladaním do pripravených navŕtaných otvorov alebo narážaním.
Dôležitosť správnej aplikácie a vývoja trhu
Okrem základných faktorov, ktorými je typ kotvy a druh základného materiálu, spoľahlivosť kotvenia do veľkej miery ovplyvňuje správna aplikácia. Hoci problematika upevňovania nie je hlavným predmetom záujmu projektantov a realizátorov, oplatí sa venovať jej trochu pozornosti. Ako všade, aj v tomto segmente sa stavebný trh vyvíja a objavujú sa nové riešenia, ktoré nám môžu priniesť úsporu času i nákladov pri zachovaní potrebnej spoľahlivosti.
Rozmery hnanej kotvy závisia od potrieb a typu inštalovaného prvku. Môžu byť použité na zostavenie domácej architektúry a dokonca aj stĺpových základov. Tento typ upevnenia je schopný vydržať aj veľmi veľké zaťaženie, takže ich môžete použiť na inštaláciu dreva aj ocele. Pred zakúpením tohto príslušenstva si overte jeho možnosti a parametre nosnosti, aby ste si vedeli vybrať správny model stenových kotiev. Odporúčame sa zoznámiť s ponukou špecializovaných obchodov, kde nájdete poháňané kotvy, ktoré sa ľahko používajú a ich použitie je popísané zrozumiteľným jazykom, aby ste perfektné riešenie prispôsobili charakteru budovy, ktorú staviate.
tags: #kotvy #na #predsadene #murivo