Toulky s Aligerem po světě hmoždinek - část 4.

Část 4. Uchycení břemen do betonu

P r ů v l a k o v é  k o t v y

• průvlakové kotvy, jinak označované jako hmoždinky pro montáž do betonu
• vyrábí se jak pozinkované tak i nerezové (ocel A4)
• průvlakové kotvy jsou vhodné řešení pro montáž komponentů k betonovým dílům s trhlinami nebo bez trhlin. Ocelové průvlakové kotvy mají řadu výrobců. Díky tomu je možné najít i různé provedení těchto kotev. Vždy se však bude jednat o stejný princip zachycení zátěže v betonovém díle. Zpravidla jsou kotvy v provedení od M6 do M16 s délkou 45 až 220 mm. 
• jsou vhodné pro prostředí se zvýšenou protipožární ochranou
• pod pojem průvlakové kotvy je možné zařadit více druhů provedení kotev (průvlakové s rozpínacím kroužkem, plášťové a pod.). Jejich tlaková působení v betonovém materiálu jsou rozdílná, ale princip je podobný.
• u průvlakové kotvy se po vložení do vrtaného otvoru (doporučujeme před vložením kotvy, vrtaný otvor vyčistit tlakovým vzduchem nebo kartáčkem) a utahování matice, resp.šroubu kotvy, začne vtlačovat konický trn na spodním konci kotvy do blízkého pohyblivého prstýnku. Ten zvětší svůj průměr a začne zvyšovat tření s plochou vrtaného otvoru. Zasekne se do betonu. Tento spoj je zpravidla nerozebiratelný. Použitou kotvu již nelze vyjmout z otvoru. 

Jak vybrat ocelové kotvy do betonu?

Průvlakové kotvy rozšiřují možnosti projektantů v kotvení do betonových dílců. V extrémních podmínkách moderní architektury s předepnutými betonovými nosníky, což se však bytové zástavby, je třeba aplikovat kotvy s vyjímečnými vlastnostmi a proto je vyřadován vývoj samotných kotev. Jejich nabídka roste.

Pro běžné užití, například kotvení pozednic do věnců staveb, kotvení nosných trámů ke zdi, nebo trámových patek u pergol, zábradlí na mostech či v bytových domech je možné používat nejběžnější typy průvlakových kotev (jako například KPO). Slabým článkem je zpravidla beton, pokud je tvořený v domácím podmínkách bez řízeného procesu.

Beton je pomalu tuhnoucí směsí vody, portlanského cementu, písku (různé frakce,tj. zrnitosti) a vody. Chemický proces v tuhnoucí směsy je dobře popsán a lze jej i sledovat v čase. Obecně platí, že bychom měli tuhnoucí betonovou směs zatěžovat kotvením ne dříve, než za 4 týdny od namíchání a uložení betonu na místo určení. Popis všech procesů je možné nalézt na solidních webech. 

Beton, který je mladší než 28 dnů, by neměl být vrtán, ani bychom do něj neměli nic zatěžujícího kotvit. Čím starší je beton, tím je pevnější. Vrtat do něj otvory přináší obtíže. V některých případech se beton stárnutím také stává více abrazivním. To může být příčinou, že například šrouby do betonu, jako jedna z možností kotvení do betonu, nebude schopen sám si vytvořit v betonu závit. Avšak většina ostatních ocelových kotev do betonu, nevyžadujících tvorbu závitu, bude úspěšně pracovat v betonu bez ohledu na stáří betonu. Vedle stáří betonu, je nutné odhadnout i možnost hloubky uložení kotvy v betonové vrstvě. Průvlaková kotva vyvíjí tlak na beton ve spodní části těla kotvy. Proto by měl být spodní konec kotvy dostatečně daleko od kraje betonové vrstvy. Myšleno od spodního dna vrstvy betonu a nebo i od povrchových hran a okrajů. Nejčastěji se zjednodušeně uvádí, že pod kotvou by měla zůstat 1/2 délky kotvy betonu. Toto tvrzení má řadu předpokladů stran množství a velikosti trhlin, způsobu hutnění betonu při pokládce a nebo samotné skladby betonu. Například vibrované a profesionálně vyráběné betony jsou v tomto ohledu nejodolnější.

Zvýšení únostnosti betonu zajišťuje armování. To však kotvení značně komplikuje. Jednak je obtížné trefit se při vrtání mimo armování a pokud již koliduje osa vrtání s uloženým armovacím drátem, dochází k vyosení původního středu vrtání. To má za následek buď nepříznivý směr zátěže kotvy, vznik trhlin anebo nutnost zcela změnit umístění vrtání pro kotvy. Navíc případným přerušením uloženého armování může v exponovaných místech dojít ke snížení únosnosti samotné betonové konstrukce.   

	Průvlaková kotva s roztažným prstýnkem s maticí Po vyvrtání otvoru do pevné zdi je třeba otvor vyčistit profouknutím. Následuje vložení kotvy do otvoru a břemene na kotvu. Utahováním matice dochází k rozevírání kluzného prstýnku a jeho zaseknutí do betonu. Po dotažení zůstává závitová část kotvy nad maticí a nad břemenem. Tato kotva je určena pro uchycení těžkých břemen. Kotvení u okraje betonu je problematické, může dojít k utržení okrajového betonu.
	Průvlaková kotva plášťová s maticí Po vyvrtání otvoru do pevné zdi je třeba otvor vyčistit profouknutím. Nádleduje vložení kotvy a břemene. Utahováním matice dochází k rozevírání plechového pláště a ke zvyšování tlaku na otvor v betonu. Dochází ke zvyšování tření. Po dotažení zůstává závitová část nad maticí a nad břemenem.Tato kotva je vhodná pro lehčí kotvení.
	Průvlaková kotva plášťová se šroubem Po vyvrtání otvoru do pevné zdi je třeba otvor vyčistit profouknutím. Následuje vložení kotvy s vyšroubovaným šroubem z kotvy. Přiložíme břemeno k otvoru a zašroubujeme šroub do kotvy. Zašroubování a utahování šroubu způsobí rozevírání plechového pláště a ke zvyšování tlaku na otvor v betonu. Zvyšuje se tření. Po dotažení zůstává nad břemenem pouze hlava šroubu.Tato kotva je vhodná pro lehčí kotvení. U plášťové hmoždinky najdeme i jiná zakončení než matice a šroub, například oko či hák.
	Narážecí hmoždinka ocelová Tato hmoždinka je určená pro pevné betony a nebo kámen.  Vyvrtáme otvor o průměru a délce kotvy a případně vyčístíme profouknutím. Vložíme do otvoru kotvu a pak tupým předmětem (hřebík nebo průbojník) narazíme do dna uvnitř kotvy. Dojde k rozepření spodní části kotvy a k zachycení v otvoru. Kotva se skládá z viditelného pláště, opatřeného vnitřním závitem (od M6 do M20). Uvnitř pláště, v místech, kde je plášť kotvy rozříznutý na čtyři díly, je ocelový člunek (váleček). Plášť kotvy má zároveň v místech rozříznutí kónickou vnitřní dutinu. Díky zaražení ocelového člunku do kónického prostoru pláště dojde k roztažení rozřezaného konce kotvy a k její fixaci v otvoru.Kotva je vhodná pro větší i dynamická zatížení (např. vzduchotechnika v betonových stropech). Je možná nalést i označení rozpínací kotva). Kotvy jsou v provedení ocelové hladké nebo s vroubkováním. Mohou být i mosazné, opět s vroubkováním.
	Rozpínací hmoždinka mosazná (ocelová) Tato hmoždinka je určená pro pevné betony a nebo kámen. Vlhké prostředí.  Vyvrtáme otvor o průměru a délce kotvy a případně vyčístíme profouknutím. Vložíme do otvoru kotvu a šroubováním kotva expanduje a utahuje se v otvoru zdi. Dojde k rozepření spodní části kotvy a k zachycení v otvoru. Kotva se skládá z viditelného pláště, opatřeného vnitřním závitem (od M6 do M20). Pokud šroub při šroubování sám rozevírá spodní konickou a rozříznutou část kotvy dojde k roztažení rozřezaného konce kotvy a k její fixaci v otvoru. Kotva je vhodná pro větší i dynamická zatížení(např. vzduchotechnika v betonových stropech). Je možná nalést i označení rozpínací kotva). Kotvy jsou v provedení ocelové hladké nebo s vroubkováním. Mohou být i mosazné, opět s vroubkováním

Možné zatížení průvlakové kotvy je většinou uvedeno u katalogových listů kotev od výrobce.

Nejslabším článkem spoje je vždy betonová konstrukce, resp. její kvalita, vyzrálost a soudržnost betonu. Obecné platí, že čím je kotva hlouběji, tím je větší možné zatížení. Zároveň se zatížitelnost zvyšuje i průměrem kotvy samotné . Dále je třeba rozlišit i směr a druh zatížení kotvy.

U ocelových kotev se předpokládá vysoký nárok uživatele na možné zatížení. Pak by měl uživatel zvážit druh zatížení. Jiné je u kotvení do svislé či vodorovné stěny. Jiné u stropu či podlahy. Nejméně vhodné zatížení je na tah, kdy se kotva zatížením vytahuje z vrtaného otvoru, nebo při dynamickém zatížení, náhodně či cyklicky měnícím se směrem zatížení (například vzduchotechnika, kotvení povrchově umístěných stožárů a pod.) Statické zatížení na střih (například těleso na zdi či na podlaze) je nejvýhodnější.

U dynamického zatížení a těžších břemen bychom doporučili poradu s odborníkem či použít chemickou kotvu a závitovou tyč. 

Naprostá většina kotev má podle svého průměru předepsaný průměr vrtaného otvoru a také hloubku vrtu do betonu. Upozorňujeme, že ne vždy platí přímý vztah mezi vrtaným průměrem, hloubkou vrtu a délkou a průměrem kotvy. Doporučujeme obrátit se k technickým listům kotev.

Š r o u b y  d o  b e t o n u

Jde o specifiký výrobek, vrut se šestihrannou hlavou s límcem a TORX drážkou v hlavě, který dovoluje vynechat plastové hmoždinky. Kotvící vrut sám vyřízne do betonu závit a ukotví břemeno. Spoj je vytvořen rychle a bezpečně. Vyžaduje však použití rázového utahováku. Pro vrut je nutné vyvrtat otvor s průměrem určeným technickým listem vrutu. 

Podobně jako u kotev je možné šrouby zatížit jak dynamicky tak i staticky. Mechanické zatížení je opět uvedeno v technickém listu šroubu.

Výhodou šroubu do betonu oproti průvlakové kotvě je přenos zatížení na plochu vrtaného otvoru po celé délce vrtutu. Zatížení je tedy rozložené na větší plochu betonu než u kotvy průvlakové, kde je zatěžována zejména plocha u pohyblivého prstýnku kotvy. Vruty do betonu mohou mít jak 6HR hlavu, tak i hlavu zapuštěnou nebo 6HR hlavu s límcem. 

Omezení u armovaných betonů, podobně jako u kotev, platí i pro šrouby do betonu.

C h e m i c k é  k o t v y

Chemické kotvy tvoří specifiký způsob kotvení. Spoj je tvořen vyzrálou chemickou směsí, vyžadující čas pro zrání a tuhnutí směsi. Doba tuhnutí je zpravidla velmi krátká, v závislosti na teplotě okolí. Obecně je platné, že zvyšující teplota okolí zkracuje dobu tuhnutí chemické kotvy. Vyrábí se v provedení pro letní a zimní aplikaci. Zjednoduše řečeno rozdíl mezi nimi je v citlivosti směsi kotvy na teplotu okolí při tuhnutí.

Na trhu se vyskytuje široká nabídka tohoto materiálu. Nejčastěji je k dispozici v balení 280ml (běžná a nejčastější velikost kartuše) či 410ml (kartuše je širší než 280ml). Nevýhodou tudíž je, že na obě kartuše (balení) je třeba použít různě veliké aplikační pistole. Jsou nezaměnitelné. 

Chemická kotva je určena pro velmi vysoké zatížení.

Je možné ji aplikovat i ve vhkém prostředí či pod vodou (je nutné dodržovat bezpečností pokyny technického listu).

Dále je možné požít chemickou kotvu v betonu s trhlinami i bez trhlin, v cihle, porobetonu i ve štěrbinových zdících materiálech, v kameni, pískovci apod . Pomocí chemické kotvy je možné fixovat ocelové a dřevěné konstrukce, pergoly, distanční podpěry, stroje a konstrukce pod vodou. 

Orientační výpočet spotřeby + návod 

• Zjednodušená pravidla pro instalaci:
  - Suchý nebo vlhký beton: M8 až M30, výztuž (armovací ocelové dráty) Ø8 až Ø32
  - Zatopený vyvrtaný otvor (ne mořskou vodou): M8 až M30, výztuž (armovací ocelové dráty) Ø8 až Ø32
  - Vrtání v režimu příklepového vrtání nebo pomocí stlačeného vzduchu
  - Možnost kotvení do stropu

  - Po prvním otevření kartuše nasaďte směšovací prodlužovací hubici. Protlačte nedokonale promísenou směs z prodlužovací hubice   dvojnásobným stiskem pístu. Pak je možné považovat směs vhodnou pro aplikaci. 

   

Tabulka B1: Montážní parametry pro závitovou tyč

Parametry otvorů pro výztuže jsou odlišné od otvorů pro závitové svorníky.