Kotvení do cihly a pórobetonu

Tento mechanismus využívají rozpěrné kotvy. Kořen kotvy se opře o stěny vrtu určitou silou, čímž se aktivizuje tření vzdorující zatížení. Síla, kterou kotva roztlačuje stěny otvoru, je v tomto případě přímo úměrná zatížení, které je schopna přenést. V méně pevných materiálech tedy nemůžeme očekávat velké nosnosti. Běžné rozpěrné kotvy do betonu není možné použít ke kotvení do zdiva, mohlo by dojít k jeho porušení.

Ke kotvení do plné cihly a pórobetonu jsou určeny jen lehké kovové kotvy s pouzdrem z plechu nebo plastové hmoždinky. Rozpěrka se aktivuje buď zašroubováním příslušného šroubu, nebo jen jeho jednoduchým zatlučením. Do této skupiny můžeme ještě zařadit jednoúčelové trny na přichycení izolace, ať už plastové, nebo ocelové. Do vyvrtaného otvoru se jen zatlačí a rozpínají se v něm vlastní pružností.

Tvarový zámek si kotva vytvoří buď zařezáním do základního materiálu, nebo změnou tvaru svého těla tak, že se zaklestí v dutině uvnitř materiálu. Zatížení se tak rozprostře na větší plochu.
Zařezávají se speciální samořezné šrouby, které se do předvrtaného otvoru zašroubují šroubovákem s tangenciálním příklepem. Osazení rozpěrky v tomto případě není potřebné, lze ji aplikovat jednou rukou a velmi rychle.

Další způsob vytvoření tvarového zámku je pomocí plastové rozpěrky, jejíž tělo je navrženo tak, aby se při utahování šroubu co nejvíce zdeformovalo do stran (zauzlo­valo) a rozšířilo zatížení na větší plochu. Mnoho typů je schopno rozepřít se o stěny vrtu v plném materiálu, zatímco v dutinách tvoří uzly.

Zvláštním případem tvarového zámku je injektážní kotva v děrované cihle. V tomto případě nelze vyplnit vrt, do kterého by se kotevní prvek vložil, injektážní látkou, protože by stekla do dutin v cihle. Nejprve je třeba do vyvrtaného otvoru vsunout síťové pouzdro – trubičku s hustě perforovanými stěnami, které zabrání stečení hmoty do prostoru. Při vtlačování kotevního šroubu dochází k vytlačování injektážní látky skrze síťovinu do okolí pouzdra, kde se hmota opět spojí a ztvrdne. Aby to opravdu fungovalo, je důležitá kvalita materiálu a sladění celého systému injektážní látka – pouzdro – kotevní element.

Adheze

Lepené kotvy přenášejí zatížení po celé délce kotevního šroubu díky přilnutí lepidla ku stěnám vrtu – adhezi. V takovémto případě je vrt o něco větší než kotevní šroub či závitové pouzdro a vzniknuvší mezera se vyplní chemickou směsí, která po vytvrdnutí zajistí dokonalé spojení. Lepicí hmota je obvykle dvousložková (v plastových tubách nebo fóliích) a k jejímu vytlačení je potřebná vhodná pistole. Kvalita celého systému je rozhodující pro pohodlnost aplikace a spolehlivost výsledného kotvení.

Kotvení nastřelováním

Zvláštním případem kotvení je nastřelování. Prvek má podobu hřebíku, který se pomocí speciálního přístroje velkou energií ve zlomku sekundy osadí do základního materiálu. Nastřelovací pistole jsou bezpečné a jejich předností je nezávislost na zdroji energie a hlavně rychlost kotvení. Na cihlovém zdivu je však tento způsob možné aplikovat jen podmínečně a v případě většího projektu je třeba požádat odborníky o vykonání průzkumu a zkoušek k posouzení vhodnosti pro danou aplikaci. Ke kotvení do pórobetonu tento systém vhodný není.

Co ovlivňuje spolehlivost kotvení Kromě základních faktorů, kterými jsou typ kotvy a druh základního materiálu, spolehlivost kotvení do velké míry ovlivňuje správná aplikace. To znamená dodržení všech výrobcem předepsaných podmínek osazení, hlavně průměru a hloubky vrtu, jeho dostatečné vyčištění, dodržení předepsaného utahovacího momentu a u chemických kotev i dovoleného rozsahu teploty aplikace.

Mechanická, nebo chemická kotva?

Mechanické kotvy

Tyto kotvy je možné zatížit okamžitě po osazení; nejsou omezeny teplotou ani citlivé na čistotu kotevního otvoru. Samotné osazování je rychlejší. Ve zdivu však od nich nemůžeme očekávat velké nosnosti a u kotvení je nutné dodržet větší okrajové vzdálenosti. Neexistuje možnost kombinovat jednotlivé prvky systému, pro každou aplikaci se musí vybrat konkrétní kotva.

Chemické kotvy (lepené)

Jsou celkově flexibilnější, nabízejí širokou škálu kombinací kotevních elementů a lepicích tmelů a umožňují kotvení i do nestandardních kotevních hloubek. Kotvení nevnáší dodatečné napětí do základního materiálu, díky čemuž se dá kotva upevnit blíže k okraji prvku. Všeobecně je lepenými kotvami možné dosáhnout vyšší nosnosti. Na druhé straně není možné je okamžitě zatížit, jsou citlivější na čistotu a vlhkost kotevního otvoru a samotná realizace je o něco pracnější. Lepené kotvy se mohou aplikovat jen v omezeném rozsahu teplot a stejně tak je potřeba dbát o délku doby uskladnění.

Faktory ovlivňující výběr kotvení

Základní materiál

Způsob kotvení ovlivňuje samotný základní materiál. Podstatný rozdíl je mezi zdivem z plných cihel a pórobetonu – tedy plnými materiály – a děrovanou cihlou. Do děrované cihly nemůžeme použít rozpěrné kotvy, protože by došlo k porušení tenkých voštin uvnitř cihly.

Zatížení

Není účelné pokaždé použít co nejnosnější kotvení, když na menší zatížení často stačí jednoduchá rozpěrka. Naopak, velká zatížení mohou být ve zdivu problémem. V závislosti na typu zatížení (normálovou nebo smykovou sílou) musíme zvětšit kotevní hloubku nebo dimenzi kotevního šroubu, což nám umožňují chemické systémy. Ve zvláštních případech je někdy potřebné ověřit nosnost realizovaného kotvení tahovou zkouškou.

Korozní a protipožární odolnost

Galvanické zinkování se dnes doporučuje už jen do suchého vnitřního prostředí. Pro aplikace ve venkovním nebo agresivním prostředí volíme žárové zinkování nebo nerezavějící ocel, ve zvláštních případech ocel vysoce odolnou proti korozi. Na požární odolnost ještě stále jako by zapomínáme, avšak je nutné si uvědomit, že nosné kotvení musí splňovat požadavky nosnosti i při požáru. Tento požadavek se ale může objevit i při závěsech instalací, speciálně SHZ. Výrobci by měli uvádět údaje o nosnosti pro různé stupně požadované požární odolnosti.

Způsob a rychlost montáže

Při výběru kotvení je často rozhodujícím faktorem způsob a rychlost montáže. Musíme zohlednit, zda je kotvení možné zhotovit dopředu, nebo se musí osadit skrze otvor v připevňovaném prvku. Chceme mít ve stěně jen závitové pouzdro, nebo může vyčnívat šroub? Potřebujeme osadit kotvení bez zvláštních nástrojů? U sériových aplikací je zase klíčová pracnost a rychlost – nejrychlejším způsobem je nastřelení, při němž se kotvení osadí v jediném pracovním kroku. Na druhé straně je nejpracnější zhotovení lepeného kotvení.

I když problematika upevňování není hlavním předmětem zájmu projektantů a realizátorů, vyplatí se věnovat jí více pozornosti. Jako všude i v tomto segmentu se stavební trh vyvíjí a objevují se nová řešení, která nám mohou přinést úsporu času i nákladů při zachování potřebné spolehlivosti.

Ing. Martin Petráš
Foto: archiv společnosti HILTI

Autor je technickým poradcem ve společnosti Hilti pro Českou a Slovenskou republiku.