- Od czego zależy dobór zamocowań w betonie?
- Co charakteryzuje podłoża betonowe?
- Jakie obciążenia przenoszą wkręty do betonu?
- Jakie są rodzaje systemów zamocowania w betonie?
- Jakie powinny być średnice wierconych otworów?
Od czego zależy dobór zamocowań?
Na podłożach betonowych montowane są różnorodne urządzenia i elementy, które w każdym przypadku muszą być stabilnie zamocowane ze względu na ich ciężar, wymiary i charakter obciążeń, z uwzględnieniem również parametrów wytrzymałościowych podłoża. Istotne znaczenie mają również własności funkcjonalnych takie jak łatwość montażu i demontażu, estetyki zamocowania czy odporności na warunki otoczenia. Ze względu na podstawowe zadania zamocowań można wyróżnić ich konstrukcyjne przeznaczenie np. do zamocowanie elementów nośnych w postaci belek czy wsporników oraz funkcjonalne stałe lub tymczasowe w postaci osadzenia wyposażenia czy elementów ochrony.
W przypadku zamocowań konstrukcyjnych niezbędne będzie określenie rodzaju i wielkości obciążeń połączenia, co umożliwi dobór odpowiednich elementów według dokumentacji producenta. W przypadku mniej odpowiedzialnych zamocowań pewne wskazówki w ich doborze znajdziemy m.in. w wytycznych zamieszczonych w katalogach produktów.
Charakterystyka podłoży betonowych
Osadzenie zamocowań konstrukcyjnych wymaga ustalenia klasy wytrzymałościowej betonu i dla większości systemów mocowania wymagane są podłoża o parametrach co najmniej C20/25 i do klasy C50/60. Ze względu na znaczne zróżnicowanie wytrzymałości betonu na siły ściskające i rozciągające przyjęto odmienne wytrzymałości zamocowań w tych strefach zamocowania z określeniem jako betony zarysowane i niezarysowane. Przykładowo w stropie obustronnie podpartym od strony sufitowej zamocowanie przyjmuje się jak dla betonu zarysowanego (będzie w strefie rozciąganej) natomiast przy mocowaniu do podłogi tego stropu mocowanie przyjmuje się jak dla betonu niezarysowanego. Oczywiście zarysowanie nie musi być uwidocznione i może pojawić się dopiero po obciążeniu docelowym elementu. Orientacyjnie nominalne siły przenoszone przez zamocowanie w strefie ściskanej będą o ok. 60% większe niż w strefie rozciąganej.
Przy instalacji zamocowań działających rozporowo konieczne będzie uwzględnienie minimalnej ich odległości od krawędzi podłoża jak i odległości między sąsiednimi mocowaniami. Wartości te określane są dla konkretnych typów kotew, ale bezpieczne zamocowania zapewnia utrzymanie odległości od krawędzi odpowiadającej przynajmniej 1,5 głębokości jej osadzenia.
Charakterystyka przenoszonych obciążeń
Rodzaje obciążeń jakie najczęściej przenoszą zamocowania to siły ścinające, gdy działają wzdłuż powierzchni zamocowania, siły wyrywające "wyciągają" element mocujący z podłoża np. przy mocowaniu sufitu podwieszane oraz obciążenie złożone np. w postaci momentu zginającego. Szczególna uwagę trzeba poświecić doborowi zamocowań poddawanych obciążeniom dynamicznym, które mogą spowodować poluzowanie osadzenia. Charakterystyczną cechą każdego zamocowania jest jego zdolność do przeniesienia określonych obciążeń. W przypadku osadzania elementów o znaczeniu konstrukcyjnym lub mających wpływ na bezpieczeństwo użytkowania dokładne dopuszczalne obciążenia dla konkretnych rozwiązań (podłoże, charakter obciążenia) można znaleźć w katalogach producentów zamocowań.
Systemy zamocowania w betonie
W zależności od konkretnych wymagań, do profesjonalnych zamocowań wykorzystywane są głównie trzy formy osadzenia elementów nośnych - mocujące poprzez rozparcie, utworzenie rowków mocujących lub poprzez wklejenie. Nominalna wytrzymałość na obciążenia jest podobna dla poszczególnych systemów przy tych samych średnicach mocowań, choć niektóre zamocowania chemiczne dominują wytrzymałością. W praktyce o wyborze techniki zamocowania decyduje łatwość osadzenia, wpływ lokalizacji otworów (odstęp od krawędzi i między nimi), czas wykonania oraz możliwość demontażu i ponownego zamocowania urządzeń np. w celach serwisowych.
W systemie kotew rozporowych wykorzystywane jest wiele ich odmian o uniwersalnych jaki o specjalistycznym przeznaczeniu, ale wszystkie maja podobny mechanizm kotwienia. Zasadniczym elementem mocującym jest rozcięta tuleja stalowa z umieszczona na nagwintowanym trzpieni zakończonym stożkiem. Osadzenie takiej kotwy następuje w wyniku wyciągania trzpienia przez obrót nakrętki na nagwintowanej końcówce. Kotwy te występują w odmianach przelotowych i nieprzelotowych, a pierwszej wersji średnica trzpienia jest taka sama jak tulei rozprężnej, co pozwala na wiercenie w betonie przez otwór w mocowanym elemencie. Jest to korzystna cecha eliminująca np. konieczność trasowania zamocowań przy wielopunktowym montażu. W wersji nieprzelotowej tuleja osadcza ma większą średnicę niż otwór w montowanym elemencie, co wymaga wcześniejszego osadzenia kotew. Montaż kotew rozporowych nie wymaga użycia specjalistycznego sprzętu (oprócz urządzenia do wiercenia) a zamontowane elementy można bez ograniczeń wielokrotnie demontować.
Mocowanie wkrętami i do betonu to od niedawna wykorzystywany sposób stabilnego zamocowania wyposażenia na podłożu betonowym. Mechanizm osadzenia jest podobny jak przy mocowaniu elementów przy użyciu wkrętów do drewna, gdy linia śrubowa na wkręcie formuje rowek w betonowym podłożu. Ich montaż nie powoduje wystąpienia sił rozpierających, mogą więc być osadzane blisko krawędzi nawet w cienkich podłożach. W porównaniu z innymi elementami mocującymi wkręty do betonu zapewniają bardzo szybkie zamocowania i dlatego przeznaczone są głównie do zastosowań profesjonalnych wymagających wykonania wielu połączeń w krótkim czasie np. przy osadzaniu barierek ochronnych podczas budowy.
Hartowane wkręty o średnicach 6-14 mm, z łebkami o różnych kształtach wkręcane są w otwór wywiercony w betonie przy użyciu pneumatycznych lub elektrycznych wkrętarek udarowych dysponujących duży momentem obrotowym sięgającym nawet ponad 300 Nm. Umożliwiają one mocowanie przelotowe, a po sprawdzeniu kalibracji mogą być ponowne wykorzystanie w innym miejscu, co jest korzystne przy instalacjach tymczasowych. Jednak niemożliwy będzie ich wielokrotny demontaż i ponowne zamocowaniem na tych samych otworach.
W zakresie wykorzystania nieprofesjonalnego używane są głównie cienkie wkręty fi 6-8 mm z przeznaczeniem np. do mocowania uchwytów instalacyjnych i można je będzie - choć z trudnością - dokręcić ręcznie.
Zamocowania przy użyciu kotew chemicznych mogą być konfigurowane w różnych zestawieniach materiałowych, a przy osadzaniu w betonie stosowane są najczęściej dwie metody - z użyciem kotew lub prętów gwintowanych. "Garbate" kotwy dostępne są w zakresie średnic 8-24 mm i są wklejane w otwory przy użyciu różnych odmian żywic. Po ich osadzeniu zakończony gwintem odcinek umożliwia zamocowanie instalowanego przedmiotu. Ze względu na konieczność utwardzenia się żywicy osadzenie urządzenia w niskiej temperaturze można przeprowadzić zależnie od jej rodzaju po kilku minutach lub dopiero np. po prawie dwóch godzinach.
Montaż zamocowań
Wszystkie rodzaje zamocowań wymagają wywiercenia otworów o odpowiedniej średnicy i głębokości z reguły przy użyciu młotowiertarki.
Średnice wierconych otworów najczęściej odpowiadają wymiarom nominalnym osadzanych kotew, ale w przypadku wkrętów ich rzeczywisty wymiar jest odpowiednio większy. Przykładowo pod wkręt o nominale 10 mm wierci się otwór o takiej samej średnicy ale faktycznie ma on średnicę 12,6 mm, co pozwala na ukształtowanie "gwintu" w betonowym podłożu. Przy osadzaniu kotew chemicznych niekiedy wierci się otwór nieco większy niż jej średnica np. 12 mm dla kotwy 10 mm.
Kolejna czynność przed osadzeniem zamocowania to usunięcie z otworu zwiercin poprzez ich wydmuchanie, odessanie lub wygarnięcie specjalną szczotką.
Dalsze postępowanie zależy od rodzaju zamocowania
Wkręty do betonu po prostu wkręca się w otwór zakrętarką lub kluczem dobranym do kształtu łba.
Kotwy rozporowe wbija się w otwór i dokręca nakrętkę zalecanym momentem. Przy zamocowaniach chemicznych, po napełnieniu otworu wymagana ilością żywicy wprowadzana jest kotwa na określona głębokość, a po czasie niezbędnym do utwardzenia się żywicy mocuje się montowany element przy użyciu nakrętki.
Redakcja BudujemyDom
fot. otwierająca: fischer Polska
Dodaj komentarz