Typy/vlastnosti a instalace těžkých ukotvení

Těžká ukotvení jsou specializovanou formou kovových ukotvení. Jejich nosnost je téměř neomezená při interakci použitého systému a kompatibilního podkladu. Těžká ukotvení s obrovskou únosností se používají v průmyslových prostředích, jako je výroba strojů. Následující článek poskytuje informace o různých typech těžkých ukotvení, jejich použití a způsobech upevnění.

Jaké jsou typy kotevních šroubů?

Těžká ukotvení lze kategorizovat na základě různých kritérií. Obecně lze rozlišovat mezi mechanickými a chemickými systémy. Pokud se pak zvažuje i základní princip ukotvení, tj. jak jsou ukotvení zabudována do stavebního materiálu, rozlišuje se mezi třemi pracovními principy ukotvení: Uzamykání třením, vzájemné propojení a uzamykání mezi jednotlivými látkami.

Kotvení podle principu zajištění třením

Tento typ ukotvení roztahuje jednotlivé součásti ukotvení, což tyto součásti přitlačuje ke stěně vrtu a zajišťuje šroubovou kotvu v otvoru. U stavebních materiálů, jako je beton, však rozprostírání materiál nevytlačuje. Nosnost šroubové kotvy je místo toho generována statickou třecí silou mezi šroubovou kotvou a stěnou otvoru. Šroubová kotva je držena třením, a proto se nazývá třecí zámek.

Rozptylování se dále rozlišuje na rozptýlení řízené krouticím momentem a rozptýlení s řízenou dráhou. Šroubové kotvy rozložené pomocí regulace krouticího momentu zahrnují například dilatační kotvy a šroubové kotvy. Na takových kotevních šroubech je matice utažena na předem definovaný točivý moment pomocí momentových šroubováků nebo momentových klíčů, aby se expanzní objímka zcela roztáhla.

Na druhou stranu kladivové kotvy nebo stropní kotvy patří mezi kotvy s řízeným rozpínáním. U tohoto typu rozpínání se kužel uvnitř kladivové kotvy pohybuje pomocí expanzního nástroje, který odpovídajícím způsobem roztáhne expanzní objímku ve vyvrtaném otvoru.

Ukotvení na principu vzájemného blokování

Kromě expanzních ukotvení a šroubových kotev existují také další možnosti ukotvení, jako jsou podřezané kotvy nebo šrouby se závitem, které fungují podle principu vzájemného blokování. Vyvrtaný otvor musí být specificky připraven pro expanzní kotvy. Vyvrtaný otvor se rozšiřuje v základně a vytváří takzvané vybrání. Kotva s vybráním je ukotvena do země buď pomocí speciálního nástroje k zatlačení expanzní objímky na vnitřní kužel, čímž dojde k jejímu rozpínání, nebo zašroubováním do šroubu a tím zatlačením kotvy s vybráním do otvoru s vybráním. Na takzvaných betonových šroubech nebo šroubových kotvách je vnitřní závit vytvořen v betonu, když dojde k jejich zašroubování, čímž je dosaženo stabilního zadržení pomocí vzájemného spojení (blokování).

Blokovací zařízení se rozlišují na kotvy s řízeným krouticím momentem a řízením dráhy, kde jsou kotvy s vybráním řízeny dráhou a betonové šrouby jsou kotvy s řízeným krouticím momentem.

Kotvení na principu vzájemného spojení mezi látkami

Expanzní kotvy a kotvy s vybráním jsou v stavebním materiálu drženy principem tření nebo vzájemného spojení (blokování). Naproti tomu takzvané kompozitní kotvy nebo chemické kotvy fungují na základě vytvoření zámku mezi látkami. Zámek mezi látkami vytváří trvalou vazbu mezi kotvou a stavebním materiálem. To vyžaduje reaktivní materiál.

U kompozitních ukotvení existují dvě metody: metoda vstřikování a metoda zásobníku. Metoda vstřikování zahrnuje vstříknutí chemicky vytvrzovaného reaktivního materiálu do očištěného otvoru pomocí zásobníku, po kterém následuje vložení kompozitního ukotvení do této sloučeniny. Při zajišťování těžkých nákladů se obvykle používají systémy zásobníků. Vícesložkový reaktivní materiál je obsažen ve skleněných zásobnících, které jsou vloženy do vyvrtaného otvoru. Kotevní šroub je poté zatlučen nebo zašroubován, což způsobí zlomení zásobníku a uvolněný reaktivní materiál vyplní dutinu vyvrtaného otvoru.

Výhody různých typů ukotvení

Expanzní kotvy a šroubové kotvy se velmi snadno instalují; nastavovací nástroje obvykle nejsou zapotřebí. Naproti tomu kladivové kotvy vyžadují speciální nástroj pro nastavení, který však také zajišťuje efektivnější instalaci. Kladivové kotvy a stropní kotvy jsou zvláště vhodné pro montáž nad hlavou. Kladivové kotvy s objímkou nebo přírubou na kotvicí objímce mají také tu výhodu, že je nelze v důsledku zarážky zasouvat hlouběji do vyvrtaného otvoru. Ve srovnání s kompozitními kotvami lze expanzní kotvy umístit pod zatížení ihned po instalaci, protože nejsou vyžadovány žádné doby vytvrzování.

Kotvy s vybráním mají velmi vysokou nosnost, a jsou proto ideální pro absorbování extrémně vysokých zatížení. Betonové šrouby jsou k dispozici v různých tvarech hlav, takže jsou vhodné pro různé aplikace. Ve srovnání s expanzními kotvami nemají kotvy s vybráním a betonové šrouby žádné rozpínací síly. Jejich výhodou je, že je lze obvykle následně odstranit.

Kompozitní konektory mají také vyšší nosnost ve srovnání s expanzními kotvami. Je možné dosáhnout užších rozestupů, protože kompozitní kotvy také nemají žádné rozpínací síly. Kompozitní kotvy mají také funkci těsnění, která zabraňuje vniknutí vlhkosti do stavebního materiálu.

Způsoby instalace kotevního šroubu

Těžké čepy lze namontovat různými způsoby. Existují tři různé metody:

• Předem nastavená instalace: Předem nastavená instalace zahrnuje nejprve umístění – přednastavení – čepu pro vysoké zatížení před vlastním upevněním. Aby bylo možné využít plnou příčnou nosnost, musí být kotvicí objímka zcela ponořena do země. Některé kotvy pro vysoké zatížení mají speciální značky hloubky nastavení pro usnadnění instalace.

• Montáž přes otvor: Instalace přes otvor zahrnuje vytvoření vyvrtaného otvoru skrz součást, která má být upevněna. Součást je umístěna na podlaze. Po přípravě vrtaných otvorů se vysokozátěžová kotva nainstaluje do země skrz komponentu.

• Instalace rozpěrky: Instalace rozpěrky zahrnuje vytvoření vyvrtaného otvoru v prvním kroku, po kterém následuje připevnění komponenty k vyčnívajícímu vysokozátěžovému čepu v určité vzdálenosti od země. U tohoto typu instalace vysoce odolné kotvy také absorbují kromě kompresních sil, tahových sil a příčných sil také ohybové zatížení.

Další důležité pokyny k instalaci

Při výběru a instalaci těžkých ukotvení je nutné kromě provozního principu a montážního postupu vzít v úvahu i další faktory, jako je výběr materiálu pro ukotvení, směr zatížení, příprava a čištění vyvrtaného otvoru, použití správného krouticího momentu, výběr vzdáleností hran a rozestupů instalace a výběr upínací oblasti.

Výběr kotevního materiálu

Kotevní šrouby lze zajistit na různých podkladech, jako jsou pevné látky, duté stavební materiály nebo lehké stavební materiály. Těžké kotvy se používají zejména ve zdivu a betonu a požadavky na kotvicí šrouby se liší v závislosti na materiálech podlahových budov.

Beton je ideálním podkladem pro vysoce odolné ukotvení. Je standardizovaný, a proto reprodukovatelný. Beton má vysokou pevnost v tlaku, a je proto oblíbeným stavebním materiálem v průmyslových zařízeních, chodbách atd. Dalším důležitým kritériem při výběru těžkého nástavce je, zda je beton popraskaný nebo bez prasklin. Protože beton má velmi nízkou pevnost v tahu, mohou se trhliny objevit i při nízkém namáhání v tahu. V popraskaném betonu lze používat pouze ukotvení klasifikovaná jako kompatibilní s trhlinami. Například kotvicí šrouby vhodné pro tento účel mají funkci sekundární expanze nebo speciální závity, které zajišťují bezpečné uchycení.

Zvážení směru zatížení

Směr zatížení je dalším faktorem, který je třeba vzít v úvahu při výběru správného těžkého ukotvení. Předměty mohou vynakládat smykové zatížení, tj. zatížení kolmé ke kotevnímu šroubu, nebo tahové zatížení rovnoběžné s kotevním šroubem. Silné kotvy namontované na stěnách jsou obvykle vystaveny smykovému zatížení a tahovému zatížení, zatímco kotevní šrouby ve stropech musí primárně odolat tahovým silám.

Příprava a čištění vyvrtaného otvoru

Pro zajištění správné funkce vysokozátěžových kotev je nutné dodržovat specifikace pro průměry a hloubky vyvrtaných otvorů. Čištění vrtaných otvorů je stejně důležitou součástí procesu. Pokud nejsou odstraněny, fragmenty vrtáku a třísky se zachytí mezi kotevním šroubem a stěnou vyvrtaného otvoru, čímž se sníží funkčnost kotevního šroubu. K čištění vrtaných otvorů je doporučován různé příslušenství, jako jsou kartáče nebo dmychadla.

Použití správného krouticího momentu

Pro každou kotvu pro vysoké zatížení s kontrolovaným krouticím momentem jsou k dispozici specifikované krouticí momenty. Pokud je aplikován příliš velký točivý moment, závitové části jsou přetíženy a zvyšuje se tlak rozpínání do podložní vrstvy. Proto je velmi důležité sledovat definovaný krouticí moment pomocí kalibrovaných momentových klíčů.

Zvážení vzdáleností okrajů a vzdáleností os

Expanzní kotvy a šroubové kotvy jsou upevněny třecím zámkem. Čím větší je expanze expanzního pouzdra, tím větší musí být rozestup mezi jednotlivými expanzními kotvami. Pokud je rozestup příliš malý, není k dispozici dostatek povrchu pro absorpci zátěží a expanzního tlaku, což může poškodit instalační podklad. Vzhledem k tomu, že kompozitní kotvy nevyvíjejí expanzní síly, jsou vhodné zejména pro aplikace s omezenou dostupnou plochou.

Výběr rozsahu upnutí

Vysokozátěžové kotvy s velkými upínacími plochami jsou obvykle vhodné pro těžší zátěže, protože umožňují hlubší ukotvení díky větší kontaktní ploše, což umožňuje lepší využití nosnosti podkladu.

Použití a příklad použití

Vysokozátěžové kotvy, jak název napovídá, poskytují výjimečně vysokou nosnost. Průmysloví a strojírenští inženýři je používají například k zajištění vysokých, těžkých polic, strojů nebo k přepravě na zem.

Složené kotvy jsou vhodné pro neexpanzní kotvení v prasklém a neprasklém betonu a také ve zdivu. Následující příklad použití ukazuje vysokozátěžovou polici zajištěnou kompozitními ukotveními.

(1): Vyvrtejte otvory se stanoveným průměrem a hloubkou.

2: Odstraňte zbytky vrtání zevnitř vrtaných otvorů. K tomu použijte kartáč nebo dmychadlo.

3: Vložte nádobu s lepivou maltou do vrtaných otvorů, dokud kazeta nedosedne.

(4): Pomocí nárazového vrtáku ustavte kotevní šroub tak, aby dosáhl dna otvoru.

(5): Nechte vytvrdit.

(6): Po vytvrzení nainstalujte podložky a utáhněte matice – nástavec je nyní dokončen.

Jak odstranit vysokozátěžové kotvy?

Expanzní čepy a šroubové kotvy nelze odstranit, protože jsou rozmetadlem nenávratně ukotveny v materiálu budovy. Spodní kotvy a betonové šrouby se neroztahují, a proto je lze obvykle odstranit bez poškození betonu. Nicméně betonové šrouby již nelze po demontáži použít, protože závity se opotřebovávají, protože jsou zašroubovány, a pokud jsou znovu nainstalovány, nemusí již poskytovat bezpečné uchycení v zemi. Složené kotvy naopak tvoří neuvolnitelnou vazbu se stavebním materiálem. Odstranění kompozitních kotev vyžaduje značné úsilí a mělo by za následek rozsáhlé poškození stavebního materiálu.