Prawidłowe połączenie ze sobą elementów konstrukcyjnych ma ogromne znaczenie dla trwałości budowli. Prostym sposobem na zapewnienie stabilności jest zastosowanie kotew. Trzeba jednak pamiętać o ich właściwym montażu. W niniejszym tekście opowiemy ogólnie o kotwach oraz ich montażu w betonie.
Co to jest kotwa?
Najprościej mówiąc, jest to część konstrukcji służąca do łączenia ze sobą innych elementów w sposób uniemożliwiających ich przesuwanie się lub obracanie. Stosuje się je wszędzie tam, gdzie nie można wykorzystać trwałego elementu konstrukcyjnego jak nadproże lub wieniec. Kotwy mogą przyjmować różne postacie, np. śrub rozporowych.
Rodzaje kotew
Zasadniczo kotwy dzielimy na dwa rodzaje : mechaniczne i chemiczne.
Mechaniczne
W zdecydowanej większości wykonywane ze stali nierdzewnej lub ocynkowanej przez wzgląd na stykanie się ich z zaprawą. Mogą się one różnić między sobą specyfiką łączenia i na tej podstawie wyróżniamy kotwy wkręcane, wbijane oraz do spoin. Do murów i innych konstrukcji z żelbetonu stosuje się te wbijane lub wkręcane. Warto pamiętać, że kotew potrzeba całkiem sporo ” przy budowie domu jednorodzinnego o powierzchni 200 m2 potrzebne będzie około 1500 kotew. Jeśli dane miejsce jest narażone na działanie silnych wiatrów, powinno się tam zwiększyć ich ilość.
Chemiczne
Mają one postać żywic wstrzykiwanych do przygotowanych otworów z pojemników. Tworzą bardzo mocne i wytrzymałe mocowania, które sprawdzają się bardzo dobrze także w przypadku dużych obciążeń. Mogą być one wykorzystywane zarówno przy budowie, jak i remontach. W przeciwieństwie do kotew mechanicznych nie wywierają one naprężeń na podłoże przy montowaniu. Wykorzystuje się je w głównej mierze do mocowania elementów na podłożach z mocnego betonu, betonu komórkowego lub cegieł. Bardzo ważne jest dobranie właściwego środka do konkretnego podłoża — w przeciwnym razie kotwa nie będzie dobrze trzymać (o ile w ogóle połączy ze sobą dane elementy).
Jak prawidłowo zamontować kotwy w betonie?
W pierwszej kolejności musimy ustalić, czy mamy do czynienia z betonem zarysowanym, czy niezarysowanym oraz, czy dana kotwa jest przeznaczona do montażu w danym jego rodzaju. Warto pamiętać, że rysy te nie mają nic wspólnego z wiekiem materiału i są wynikiem naturalnej pracy betonu. Pojawiają się one w strefie rozciąganej przekroju przez wzgląd na niską odporność betonu na rozciąganie. Strefa ściskania będzie ich natomiast pozbawiona. Kwestia rozpoznania strefy jest bardzo ważna, gdyż ta sama kotwa wykazuje różną wytrzymałość, w zależności od tego, w której strefie ją zamontujemy. Przejdźmy jednak do konkretnych czynności wykonywanych podczas montażu kotwy do betonu.
Kotwy mechaniczne
Zasadniczo szczegółowe instrukcje przeprowadzania montażu powinny być udostępniane przez producenta. Ogólny schemat postępowania przedstawia się jednak następująco:
- Wiercenie – kluczowy będzie tu oczywiście dobór odpowiedniej wielkości wiertła. W większości przypadków powinno mieć ono dokładnie taką samą średnicę jak kotwa. Trzeba też pamiętać o dostosowaniu głębokości otworu (przy małych kotwach zwykle wystarczy około 5 cm).
- Czyszczenie otworu – tutaj wystarczy tylko przedmuchać ręczną pompką, aby pozbyć się zwiercin.
- Osadzenie kotwy – zwykle będzie to montaż przelotowy i po prostu wbija się ją młotkiem. Jeśli potrzeba do tego było dużo siły, jest to sygnał do wymiany wiertła, gdyż stępiło się już i nie wykonuje wystarczająco dużych otworów.
- Dokręcenie kotwy – najważniejszy, a zarazem najczęściej bagatelizowany etap. Każda kotwa ma swój moment dokręcający (Nm), podawany najczęściej w katalogu producenta lub dołączonej do kotew instrukcji. Do ich dokręcania najlepiej jest wykorzystać klucz dynamometryczny. Najprostszy model takiego narzędzia to koszt około 100 złotych, ale uzyskujemy w ten sposób pewność, że montaż każdej kotwy będzie właściwy. Przy stosowaniu zwykłych kluczy bardzo łatwo o niedokręcenie (kotwa nie rozeprze się wystarczająco dobrze) lub przekręcenie (zbyt mocno dokręcona kotwa zacznie się wysuwać).
Kotwy chemiczne
W ich przypadku montaż jest już trudniejszy i o wiele łatwiej jest popełnić błędy. Podobnie jak w przypadku ich mechanicznych odpowiedników, szczegółowe informacje dotyczące montażu kotew chemicznych powinny być podane przez producenta. W ich wypadku bardzo ważne jest także odpowiednie przechowywanie – muszą one być składowane z dala od mrozów i temperatur sięgających 40°C. Nie powinny być także wystawiane na działanie promieni słonecznych (pozostawianie ich w stojącym w nasłonecznionym miejscu samochodzie jest bardzo złym pomysłem). Przed przystąpieniem do pracy należy też sprawdzić datę ważności kotwy chemicznej. Schematyczny sposób montażu przedstawia się zaś następująco:
- Wiercenie – przy wykonywaniu otworu pod kotwę chemiczną należy pamiętać, aby otwór był nieco większy, niż średnica mocowanego pręta gwintowanego (przykładowo, gdy pręt ma Ø 10, potrzebny będzie otwór 12).
- Czyszczenie – w przypadku kotwy chemicznej ten etap jest o wiele bardziej istotny. Zachowuje się ona bowiem podobnie do taśmy klejącej i jeśli nie wyczyścimy otworu dokładnie, przykleją się do niej tylko drobinki i nie będzie się dobrze trzymać. Oprócz przedmuchania potrzebne będzie też szczotkowanie. W przypadku betonu, czyszczenie otworów powinno się przeprowadzać według schematu przedmuchanie-szczotkowanie-przedmuchanie. Ilość powtórzeń zależy od danej kotwy i powinna być podana przez jej producenta, wraz ze szczegółową instrukcją czyszczenia otworów.
- Zmieszanie składników – wszystkie kotwy mechaniczne składają się z dwóch substancji: żywicy i utwardzacza. Trzeba je więc odpowiednio ze sobą zmieszać, aby uzyskać właściwe wiązanie kotwy. Bezwzględnie powinno się do tego wykorzystywać dołączone do nich mieszacze. Wykorzystanie innych nie zapewni nam bowiem odpowiedniego połączenia składników. Ponadto trzeba też pamiętać, że początkowa mieszanina (zwykle około 10 cm) nie nadaje się do kotwienia. Trzeba ją wycisnąć poza otwór, aż do momentu, gdy będzie ona miała jednolitą i niezmienną barwę. Ten początkowy fragment należy traktować jako odpad i nie powinno się go używać do pracy. Etap ten jest bardzo ważny, gdyż właśnie on generuje najwięcej błędów i wpływa znacząco na wytrzymałość konstrukcji.
- Wypełnienie otworu kotwą – proces ten zaczynamy od dna i stopniowo wysuwamy mieszacz z otworu. Dzięki temu unikniemy pustek powietrznych. Przed wypełnieniem otworów w materiałach otworowych trzeba będzie zastosować tuleję siatkową (zapobiega ona wyciekaniu kotwy do przestworów materiału). Nie powinno się tego natomiast robić w przypadku zwykłego betonu.
- Wsunięcie pręta gwintowanego – przed przystąpieniem do tej czynności należy się upewnić, że pręt pozbawiony jest zanieczyszczeń. Wsuwanie powinno się odbywać powoli przy delikatnym kręceniu prętem na zmianę w lewo i w prawo. Gdy zastosowana była tuleja siatkowa, trzeba przed tym zamknąć jej wieczko centrujące. Nie należy zbytnio zwlekać z wprowadzaniem pręta – jeśli zabierze się za to zbyt późno, kotwa zacznie się już zawiązywać. Każda kotwa powinna mieć podany maksymalny czas między jej wprowadzeniem do otworu a wsunięciem pręta (czyli czas obróbki).
- Odczekanie do związania – zanim przejdzie się do montażu właściwego złącza, należy odczekać przynajmniej minimalny czas wiązania podany przez producenta. W tym czasie kotwy nie należy w żaden sposób obciążać, gdyż zaburzy to proces wiązania. Warto też pamiętać, że na czas wiązania i obróbki wpływa także temperatura materiału bazowego i samej kotwy.
- Montaż złącza – gdy mieszanka ulegnie już związaniu, można przystąpić do założenia właściwego złącza. Etap ten nie różni się właściwie niczym od przykręcania kotew mechanicznych i najlepiej korzystać przy tym z klucza dynamometrycznego.
Podsumowanie
Właściwe zamontowanie kotwy jest kluczowe dla stabilności i wytrzymałości tworzonych z jej użyciem połączeń. Bez względu na to, czy jest to kotwa stalowa, czy chemiczna, każdy krok procesu montażowego powinien być wykonany z należytą starannością i zachowaniem zaleceń producenta.
Aby zamontować kotwę trzeba pamiętać, że proporcje betonu były odpowiednie, aby kotwa nie odpadła od ściany. Proporcje betonu należy przemyśleć już na etapie planowania budowy domu.