Kotwy do dużych obciążeń Typy/Właściwości i instalacja

Kotwy do dużych obciążeń to wyspecjalizowana forma kotew metalowych. Ich nośność jest prawie nieograniczona w interakcji zastosowanego układu i kompatybilnego podłoża. Kotwy do dużych obciążeń są stosowane w środowiskach przemysłowych, takich jak budowa maszyn. Poniższy artykuł zawiera informacje na temat różnych typów kotew do dużych obciążeń, ich zastosowań i metod mocowania.

Jakie są typy śrub kotwowych?

Kotwy do dużych obciążeń można sklasyfikować na podstawie różnych kryteriów. Ogólnie rzecz biorąc, można rozróżnić systemy mechaniczne i chemiczne. Jeśli następnie rozważy się również podstawową zasadę kotwienia, tj. jak kotwy są osadzone w materiale budowlanym, rozróżnia się trzy robocze zasady kotwienia: Blokowanie cierne, zazębianie i blokowanie substancja do substancji.

Kotwienie zgodnie z zasadą blokowania ciernego

Ten rodzaj kotwienia polega na rozpościeraniu poszczególnych elementy kotwy, które dociskają te elementy do ściany otworu i mocują kotwę śrubową w otworze. Jednak w przypadku materiałów budowlanych, takich jak beton, rozpościeranie takie nie wypiera materiału. Obciążenie kotwy śrubowej jest generowane przez statyczną siłę tarcia między kotwą śrubową a ścianą otworu. Kotwa śrubowa jest utrzymywana przez tarcie, stąd nazwa blokady ciernej.

Są dwa rodzaje rozpościerania: z kontrolowanym momentem obrotowym i kontrolowaną ścieżką rozpościerania. Na przykład śruby kotwiące rozpościerane przy pomocą kontroli momentu obrotowego obejmują kotwy rozprężne i kotwy śrubowe. Na takich śrubach kotwiących nakrętka jest dokręcana z określonym wcześniej momentem obrotowym za pomocą śrubokrętów dynamometrycznych lub kluczy dynamometrycznych, aby całkowicie rozłożyć tuleję rozprężną.

Z drugiej strony kotwy młotkowe lub kotwy sufitowe należą do kotew z kontrolowanym ścieżką rozprężaniem. W przypadku tego rodzaju operacji rozpościerania stożek wewnątrz kotwy zestawu młotka jest przesuwany za pomocą narzędzia rozszerzającego, aby odpowiednio rozszerzyć tuleję rozprężną w otworze wiertła.

Kotwienie zgodnie z zasadą zazębiania

Oprócz kotew rozprężnych i kotew śrubowych są również inne opcje kotwienia, takie jak kotwy podcięte lub śruby śrubowe, które działają zgodnie z zasadą zazębiania. Wiertło musi być przygotowane specjalnie do kotew rozprężnych. Wiertło jest rozszerzane u podstawy, tworząc tzw. podcięcie. Kotwa podcięta jest mocowana do podłoża za pomocą specjalnego narzędzia do wciskania tulei rozprężnej na wewnętrzny stożek, a tym samym jej rozszerzania, lub poprzez wkręcenie śruby, a tym samym wepchnięcie kotwy podciętej w otwór podcięty. Na tzw. wkrętach do betonu lub kotwach wkręcanych w betonie powstaje gwint wewnętrzny, gdy są one wkręcane, co osiąga stabilne trzymanie poprzez zazębienie.

Blokady z zazębieniem mogą stosować kotwy z kontrolą momentu obrotowego i z kontrolą ścieżki. Kotwy podcięte są kontrolowane ścieżką, a śruby do betonu są kotwami kontrolowanymi momentem obrotowym.

Kotwienie zgodnie z zasadą blokowania substancja do substancji

Kotwy rozporowe i kotwy podcięte są utrzymywane w materiale budowlanym na zasadzie blokowania ciernego lub zazębiania. Natomiast tak zwane kotwy kompozytowe lub kotwy chemiczne działają na podstawie blokowania substancja-substancja. Blokowanie substancja do substancji generuje trwałe wiązanie substancji między kotwą a materiałem budowlanym. Wymaga to materiału reaktywnego.

W przypadku kotew kompozytowych są dwie metody: metoda wtrysku i metoda wkładu. Metoda wtrysku polega na wstrzykiwaniu chemicznie utwardzającego materiału reaktywnego do oczyszczonego otworu za pomocą wkładu, a następnie wprowadzeniu kompozytowej kotwy do tego związku. Systemy wkładowe są zwykle używane do zabezpieczania ciężkich ładunków. Wielokomponentowy materiał reaktywny jest zawarty w szklanych wkładach, które są wkładane do otworu. Następnie wbija się śrubę kotwiącą lub wkręca ją, powodując pęknięcie wkładu i wypełnienie zagłębienia otworu uwolnionym materiałem reaktywnym.

Zalety różnych typów kotew

Kotwy rozporowe i kotwy śrubowe są bardzo łatwe w montażu; narzędzia do osadzania zwykle nie są wymagane. Natomiast kotwy do osadzania młotków wymagają specjalnego narzędzia do osadzania, ale zapewnia to również bardziej wydajny montaż. Kotwy młotkowe i kotwy sufitowe są szczególnie odpowiednie do montażu nad głową. Kotwy młotkowe z kołnierzem lub kołnierzem na tulei kotwy mają również tę zaletę, że nie mogą wsunąć się głębiej do otworu wiertniczego z powodu ogranicznika zabezpieczającego. W porównaniu z kotwami kompozytowymi kotwy rozprężne można umieścić pod obciążeniem natychmiast po instalacji, ponieważ nie są wymagane czasy utwardzania.

Kotwy podcięte mają bardzo dużą nośność i dlatego są idealne do pochłaniania bardzo dużych obciążeń. Śruby do betonu są dostępne w różnych kształtach łbów, dzięki czemu nadają się do różnych zastosowań. W porównaniu z kotwami rozporowymi kotwy podcięte i śruby do betonu nie mają sił rozprzestrzeniających. Ich zaletą jest to, że zazwyczaj można je później usunąć.

Złącza kompozytowe mają również większą nośność w porównaniu do kotew rozprężnych. Większy odstęp można osiągnąć, ponieważ kompozytowe kotwy również nie mają sił rozprowadzających. Kotwy kompozytowe mają również funkcję uszczelniającą, która zapobiega przedostawaniu się wilgoci do materiału budowlanego.

Metody montażu śrub kotwowych

Wytrzymałe kołki można montować na wiele sposobów. Są trzy różne metody:

• Wstępnie ustawiona instalacja: Wstępnie ustawiona instalacja polega na uprzednim umieszczeniu – wstępnym ustawieniu – kołka do dużych obciążeń przed zamocowaniem rzeczywistego elementu. Tuleja kotwy musi być całkowicie zagłębiona w podłożu, aby wykorzystać pełną nośność poprzeczną. Niektóre kotwy do dużych obciążeń mają specjalne oznaczenia głębokości osadzania ułatwiające montaż.

• Montaż przez otwór: Instalacja przez otwór polega na stworzeniu otworu przez element, który ma zostać zamocowany. Element jest umieszczony na podłodze. Po przygotowaniu wywierconych otworów kotwa do dużych obciążeń jest instalowana w podłożu przez komponent.

• Montaż elementu dystansowego: Montaż elementu dystansowego polega na stworzeniu otworu w pierwszym etapie, a następnie przymocowaniu elementu do wystającego kołka o dużej wytrzymałości w pewnej odległości od podłoża. W tego typu instalacjach kotwy do dużych obciążeń pochłaniają również obciążenie zginające oprócz sił ściskających, sił rozciągających i sił poprzecznych.

Inne ważne instrukcje instalacji

Przy wyborze i instalowaniu kotew do dużych obciążeń należy wziąć pod uwagę inne czynniki oprócz zasady działania i procedury montażu, takie jak wybór materiału do kotew, kierunek obciążenia, przygotowanie i czyszczenie otworu do wiercenia, zastosowanie prawidłowego momentu obrotowego, wybór odległości krawędzi i odstępy między montażami oraz wybór obszaru mocowania.

Wybór materiału kotwiącego

Śruby kotwiące można mocować na różnych podłożach, takich jak ciała stałe, puste materiały budowlane lub lekkie materiały budowlane. Kotwy do dużych obciążeń są stosowane głównie w murze i betonie, a wymagania dotyczące śrub kotwiących różnią się w zależności od materiałów budowlanych podłogi.

Beton jest idealnym substratem do kotew do dużych obciążeń. Jest znormalizowany, a zatem powtarzalny. Beton ma wysoką wytrzymałość na ściskanie i dlatego jest popularnym materiałem budowlanym w obiektach przemysłowych, halach itp. Kolejnym ważnym kryterium przy wyborze osprzętu do dużych obciążeń jest to, czy beton jest pęknięty czy pozbawiony pęknięć. Ponieważ beton ma bardzo niską wytrzymałość na rozciąganie, pęknięcia mogą wystąpić nawet przy niskich naprężeniach rozciągających. W betonie spękanym mogą być stosowane wyłącznie kotwy sklasyfikowane jako kompatybilne z pęknięciami. Na przykład odpowiednie do tego śruby kotwiące mają dodatkową funkcję rozszerzania lub specjalne gwinty, które zapewniają bezpieczne trzymanie.

Uwzględnienie kierunku załadunku

Kierunek obciążenia jest kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiedniej kotwy do dużych obciążeń. Przedmioty mogą wywierać obciążenia ścinające, tj. obciążenia prostopadłe do śruby kotwiącej lub obciążenia rozciągające równoległe do śruby kotwiącej. Kotwy do dużych obciążeń zamontowane na ścianach są zazwyczaj narażone na obciążenia ścinające i rozciągające, podczas gdy śruby kotwiące w sufitach muszą przede wszystkim wytrzymać siły rozciągające.

Przygotowanie i czyszczenie otworu

Aby zapewnić prawidłowe działanie kotew do dużych obciążeń, należy przestrzegać specyfikacji dotyczących średnic i głębokości otworów. Oczyszczanie wywierconych otworów jest równie ważną częścią tego procesu. Jeśli nie zostaną usunięte, fragmenty wiertła i wióry zostaną uwięzione między śrubą kotwiącą a ścianą wywierconego otworu, co zmniejsza funkcjonalność śruby kotwiącej. Do czyszczenia otworów zalecane są różne akcesoria, takie jak szczotki lub dmuchawy.

Dokręcanie odpowiednim momentem

Dla każdej kotwy do dużych obciążeń z kontrolą momentu dokręcania obowiązują określone momenty dokręcania. W przypadku zastosowania zbyt dużego momentu obrotowego części gwintowane są przeciążone, a ciśnienie rozpierania w podłożu wzrasta. Dlatego bardzo ważne jest przestrzeganie zdefiniowanego momentu obrotowego przy użyciu skalibrowanych kluczy dynamometrycznych.

Uwzględnienie odległości krawędzi i odległości osi

Kotwy rozporowe i kotwy śrubowe działają na zasadzie blokowania ciernego. Im większe rozprężenie tulei rozprężnej, tym większy musi być odstęp między poszczególnymi kotwami rozprężnymi. Jeśli odstęp jest zbyt mały, nie ma wystarczającej powierzchni do absorpcji obciążeń i ciśnienia rozprężania, co może uszkodzić podłoże instalacyjne. Ponieważ kotwy kompozytowe nie wytwarzają sił rozprężania, są szczególnie odpowiednie do zastosowań o ograniczonej dostępnej powierzchni.

Wybór zakresu mocowania

Kotwy do dużych obciążeń o dużych powierzchniach mocowania są zwykle przystosowane do większych obciążeń, ponieważ umożliwiają głębsze kotwienie ze względu na większy obszar kontaktu, co pozwala lepiej wykorzystać nośność podłoża.

Zastosowania i przykład zastosowania

Kotwy do dużych obciążeń, jak sama nazwa wskazuje, wykazują wyjątkowo dużą nośność. Przemysł i inżynierowie mechanicy używają ich na przykład do zabezpieczania wysokich kabin, wytrzymałych półek, maszyn lub mocowania urządzeń transportowych do podłoża.

Kotwy chemiczne nadają się do kotwienia bez rozprężania w betonie spękanym i niespękanym, a także w murze. Poniższy przykład zastosowania przedstawia półkę do dużych obciążeń przymocowaną za pomocą kotew kompozytowych.

(1): Wywiercić otwory o określonej średnicy i głębokości.

(2): Usunąć pozostałości po wierceniu z wnętrza wywierconych otworów. Do tego celu użyć szczotki lub dmuchawy.

(3): Włożyć wkład z zaprawą klejącą do wywierconych otworów, aż wkład sięgnie dna otworu.

(4): Za pomocą wiertła udarowego wbić śrubę kotwiącą, aż dotrze do dna otworu.

(5): Pozwolić na utwardzenie.

(6): Po utwardzeniu zamontować podkładki i dokręcić nakrętki - mocowanie jest gotowe.

Jak uswać kotwy do dużych obciążeń?

Kołków rozporowych i kotew śrubowych nie można usunąć, ponieważ są one bezpowrotnie zakotwiczone w materiale budowlanym skutkiem rozprzestrzenienia. Kotwy podcięte i wkręty do betonu nie rozprzestrzeniają się i dlatego zwykle można je usunąć bez uszkadzania betonu. Jednak śruby do betonu nie mogą być już używane po demontażu, ponieważ gwinty będą się zużywać przy wkręcaniu i mogą już nie zapewniać bezpiecznego mocowania w podłożu, jeśli zostaną ponownie zainstalowane. Z kolei kotwy chemiczne tworzą nierozwiązalne wiązanie z materiałem budowlanym. Usunięcie kotew kompozytowych wymaga znacznego wysiłku i spowodowałoby znaczne uszkodzenie materiału budowlanego.