Jak montować kotwy do betonu? Wybór i zastosowanie kotew chemicznych i mechanicznych

Kotwy do betonu to element, który może zapewnić wyjątkową trwałość i stabilność Twojej konstrukcji. W poniższym artykule wyjaśnimy, jak wybór odpowiednich zamocowań oraz właściwe stosowanie wpływają na jakość i bezpieczeństwo połączeń. Dowiesz się, jakie są najlepsze praktyki montażu, zarówno kotew chemicznych, jak i mechanicznych. Zapraszamy!

Chcesz dowiedzieć się, jak zamontować podstawę słupa? Przeczytaj nasz ostatni wpis!

Co to jest kotwa?

Kotwa to element mocujący wykorzystywany w celu stworzenia stabilnego mocowania różnych elementów w podłożu. Może być stosowana nie do betonu, ale też kamienia naturalnego lub muru.

Dobrze zamontowana kotwa może zapewnić ponadprzeciętną stabilność na wiele lat. Pozwala połączyć ze sobą dwa elementy w sposób nieodwracalny, tworząc solidne i funkcjonalne połączenia.

Kotwy do betonu i podłoży murowanych – właściwości

Kotwy do betonu i podłoży murowanych działają na zasadzie rozpierania. Siła rozpierająca i jej wypadkowa muszą być większe od maksymalnego założonego obciążenia testowego przewidzianego dla danego elementu, ponieważ decyduje to o bezpieczeństwie konstrukcji.

Przede wszystkim warto pamiętać, że zastosowanie danej kotwy do betonu jest ustalane na podstawie klasyfikacji podłoża. Istotnym czynnikiem przy doborze odpowiednich kotew są więc właściwości produktu deklarowane przez producenta w specyfikacji technicznej. Jest ona tworzona na podstawie testów i badań i uwzględniają siłę rozpierającą, wytrzymałość podłoża oraz przewidziane obciążenie.

Jakie są rodzaje kotew chemicznych?

Kotwy chemiczne możemy z kolei podzielić na trzy podstawowe rodzaje:

• Epoksydowe – wykonane na bazie żywicy epoksydowej, które wykazują zdolność do przenoszenia dużych obciążeń. Pamiętaj, że ten rodzaj kotwy nie jest przeznaczony do montażu w niskich temperaturach.

• Poliestrowe – dedykowane zarówno do niskich, jak i średnich obciążeń. Sprawdzą się w przypadku betonu, muru i innych twardych materiałów, w tym betonu komórkowego. Nie zapominaj jednak, że jeśli stosujesz kotwę poliestrową w podłożu perforowanym, konieczne jest użycie tulei siatkowej, która umożliwi prawidłowe zakotwienie w pustych przestrzeniach.

• Hybrydowe, czyli winyloestrowe – ten rodzaj zamocowań sprawdzi się w przypadku wysokich obciążeń. W przeciwieństwie do kotew epoksydowych mżesz stosować je w warunkach zimowych, o ile temperatura nie przekracza -20°C.

Kotwy do betonu mechaniczne – jakie są rodzaje?

Kotwy mechaniczne można podzielić na:

• Opaskowe – ten rodzaj nadaje się do montażu przelotowego przy zastosowaniu kotwy i wiertła o tej samej średnicy.

• Wkręcane – do kotwienia dochodzi na całej długości kotwy – mogą być więc stosowane zarówno w płytach kanałowych, jak i betonie. Co ważne, umożliwiają  łatwy demontaż, dlatego sprawdzą się w przypadku tworzenia połączeń tymczasowych.
• Segmentowe – dedykowane do konstrukcji, w których konieczne jest przenoszenie bardzo dużych obciążeń, w tym sejsmicznych. Dużą zaletą jest fakt, że mogą być używane w miejscach wymagających odporności ogniowej.
• Tulejowe – przeznaczone do różnego rodzaju instalacji pod warunkiem, że nie jest wymagane duże obciążenie. Pozwalają na wykorzystanie prętów lub śrub z gwintem metrycznym, które wkręca się bezpośrednio w kotwę.

Mechaniczne kotwy do betonu – zastosowanie

Kotwy mechaniczne zostały wynalezione w 1934 roku przez firmę Rawlplug. Mimo upływu czasu wciąż powszechnie stosuje się je przede wszystkim do mocowania elementów w podłożach betonowych (także do betonu komórkowego). W przypadku innych powierzchni używane są nieco rzadziej ze względu na dostępność innych materiałów mocujących.

Tradycyjne kotwy mechaniczne można spotkać na niemal każdym, nowoczesnym placu budowy, ponieważ są łatwe w aplikacji i zapewniają szybki montaż. Najczęściej wybieranym rodzajem są kotwy opaskowe, które wykorzystują montaż przelotowy. Zastosowanie tej techniki eliminuje konieczność wykonanie preinstalacji łącznika, co pozwala na szybsze wykonanie prac.

Kotwy mechaniczne wbijane i wkręcane – kiedy będą najlepszą opcją?

Kotwy do betonu wbijane i wkręcane są wykorzystywane w różnych sytuacjach, zależnie od specyfiki montażu i przewidywanego obciążenia.

• Kotwy wbijane występują w postaci tulejek, do których wkręcane są śruby metryczne. Wykorzystuje się je np. w przypadku instalacji podwieszanej pod sufitem, gdzie doskonale spełniają swoją funkcję. Warto jednak mieć na uwadze, że choć są praktyczne i efektywne, to sprawdzą się jedynie w przypadku lekkich obciążeń.
• Kotwy wkręcane (opaskowe i pierścieniowe) natomiast są szczególnie przydatne przy mocowaniu elementów wymagających dużej wytrzymałości (np. balustrady). W przeciwieństwie do kotew wbijanych charakteryzują się przenoszeniem dużych sił, dlatego sprawdzą się w przypadku znacznych obciążeń.

Kotwa chemiczna – kiedy używać?

Kotwy epoksydowe, winyloestrowe, poliestrowe oraz zimowe zaprawy kotwiące  przeznaczone są zarówno do niezarysowanego betonu zbrojonego lub niezbrojonego. Sprawdzą się w suchych i wilgotnych podłożach o zwykłej masie klasy od C20/25 do C50/60. Potencjalnie mogą być też skuteczne także w przypadku betonu komórkowego oraz gazobetonu przy zastosowaniu tulei siatkowej, jednak warto mieć na uwadze, że te zastosowania nie są objęte oceną techniczną.

Wszystkie powyższe rodzaje kotew chemicznych łączy fakt, że tworzą zamocowanie bezrozporowe oraz beznaprężeniowe, umożliwiając tym samym kotwienie blisko krawędzi, w niewielkich odstępach. Poniżej przedstawiamy ich charakterystykę i najważniejsze różnice:

• Kotwy epoksydowe – mają zastosowanie uniwersalne i sprawdzą się w przypadku większości materiałów budowlanych, tworząc połączenie niepalne i odporne na drgania. Wykazują średnią odporność na czynniki chemiczne, ale sprawdzą się do stosowania zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz budynków. Ten rodzaj przeznaczony jest do przenoszenia wysokich i średnich obciążeń statycznych oraz quasi-statycznych.

• Kotwy winyloestrowe – wykazują zdolność do przenoszenia maksymalnego zakresu obciążeń i przeznaczone są do zastosowań profesjonalnych. Charakteryzują się najwyższą odpornością na oddziaływanie czynników chemicznych, tworząc wodoszczelne i elastyczne połączenie. Nadają się do stosowania w miejscu, gdzie wymagane jest zastosowanie substancji niepalnych (odporność ogniowa – dotyczy prętów zbrojeniowych w ograniczonym zakresie zastosowań). Podobnie jak kotwa epoksydowa, rodzaj ten jest aprobowany do prętów gwintowanych, oraz zbrojeniowych.

• Kotwy poliestrowe – produkt uniwersalny, przeznaczony do większości materiałów budowlanych. Podobnie jak inne kotwy, tworzą połączenie odporne na drgania, jednak nie wykazuje odporności ogniowej. Zaletą kotwy poliestrowej jest ekonomiczna, szybkowiążąca formuła, która sprawia, że nadają się do stosowania na zewnątrz budynków przy średnim zakresie obciążeń statycznych oraz quasi-statycznych.

• Zimowe zaprawy kotwiące – jak sama nazwa wskazuje, produkt wyróżnia się specjalną, zimową formułą dedykowaną do kotwienia w niskich temperaturach, sięgających nawet -20°C. Zastosowanie tej kotwy jest uniwersalne dla większości materiałów budowlanych. W efekcie otrzymujemy odporne na drgania, niepalne i połączenie (średnia odporność na czynniki chemiczne). Zimowa zaprawa kotwiąca sprawdzi się do stosowania na zewnątrz i wewnątrz budynków przy wysokim, oraz średnim zakresie obciążeń statycznych i quasi-statycznych.

Kotwa do betonu – na co zwrócić uwagę przed wyborem?

Przed wyborem kotwy do betonu sprawdź dostępną dokumentację, która potwierdza przeprowadzone testy oraz zgodność z normami. Zwróć też uwagę na parametry techniczne kotwy, przede wszystkim na jej nośność i głębokość osadzenia.

Niemniej ważny jest materiał wykonania, który powinien być dostosowany do warunków eksploatacyjnych. Przy zakupie kotwy przeczytaj uważnie informacje dotyczące odradzanych zastosowań, aby zapewnić najwyższy poziom bezpieczeństwa.

Kotwy mechaniczne i kotwy wklejane – korozja

Jeśli chcesz uniknąć korozji w przypadku kotew mechanicznych stosowanych wewnątrz budynku, wystarczy użyć produktu z ocynkowaną powłoką. Z kolei w przypadku montażu na zewnątrz najlepsza będzie kotwa ze stali nierdzewnej klasy A2.

Środowiska kwasowe i zasadowe wymagają użycia bardziej wytrzymałych zamocowań wykonanych ze stali nierdzewnej klasy A4 (tzw. kwasówka). Kotwy te charakteryzują się bowiem zwiększoną odpornością na działanie agresywnych substancji chemicznych.

Montaż kotwy do betonu – najważniejsze zasady

Podczas montażu kotwy do betonu istnieje kilka ważnych zasad. W pierwszej kolejności należy odpowiednio dobrać średnicę i rodzaj wiertła, uwzględniając specyfikę betonu. W przypadku wysokiej klasy betonu pod żadnym pozorem nie powinno się używać otwornic diamentowych, ponieważ powstałe wówczas ścianki nie spełnią norm tolerancji otworu dla większości kotew.

Należy również zadbać o dokładne oczyszczenie otworu przed montażem i bezwarunkowe przestrzeganie instrukcji producenta produktu. Pamiętaj, że pod wpływem zarówno nacisku, jak i rozprężania każdy rodzaj podłoża może zachowywać się inaczej – uwzględnij więc, czy montaż odbywa się w betonie zarysowanym, czy niezarysowanym.

Jak wygląda mocowanie kotwy chemicznej?

Spajanie mocowanego elementu z podłożem opiera się w tym przypadku na reakcjach chemicznych, które zachodzą podczas utwardzania żywicy. Dzięki temu możemy zamocować różne elementów z gwintem wewnętrznym lub zewnętrznym.

Instrukcja montażu kotwy chemicznej w podłożu pełnym (litym) krok po kroku: 

1. Wywierć otwory po wcześniejszym ustaleniu odpowiedniej średnicy i głębokości.
2. Powstałe otwory oczyść metalową szczotką i wydmuchaj zwierciny.
3. Ściągnij nakrętkę z kotwy i zamocuj mieszadło. Przy użyciu pistoletu wyciśnij pierwsze, niejednolite 10 cm zaprawy i wyrzuć. Kotwa jest gotowa do użytku dopiero po uzyskaniu jednolitego koloru mieszanki.
4. Wstrzyknij zaprawę do otworu, zaczynając od dna i zapełnij go w ⅔ głębokości.
5. Aby pozbyć się nadmiaru powietrza, obracaj powoli pręt podczas umieszczania go w otworze w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Upewnij się, że pręt jest zanurzony w zaprawie na wymaganą głębokość.
6. Zaprawa powinna wypełnić otwór po brzegi. Jeśli to konieczne, usuń nadmiar, który wypłynął z otworu.
7. Odczekaj wskazany przez producenta czas, aż do utwierdzenia zaprawy (jest on uzależniony od temperatury, w której odbywa się montaż).
8. Przygotuj klucz dynamometryczny, a następnie przyłóż mocowany element i dokręć go z odpowiednią siłą.

W przypadku montażu w materiale perforowanym różnica jest tylko jedna – po wydmuchaniu zwiercin, umieszczamy w otworach odpowiednio dobrane tuleje siatkowe. Następnie możesz wykonywać po kolei wszystkie kroki z powyższej instrukcji.

Montaż kotwy mechanicznej krok po kroku

Montaż przelotowy kotwy mechanicznej polega na wierceniu otworu w podłożu przez mocowany materiał, dzięki czemu uniemożliwiamy skoszenie otworów przy wierceniu. Z kolei trzpień kotwy powinien przechodzić przez mocowany materiał, aby zapewnić dokładne unieruchomienie.

Poniżej przedstawiamy instrukcję montażu mechanicznej kotwy do betonu:

1. Wywierć otwór przez mocowany element i dokładnie go oczyść. Pamiętaj o prawidłowym ustaleniu średnicy i głębokości.
2. Przełóż kotwę przez mocowany element i wbijaj młotkiem do momentu, aż całkowicie osadzi się w podłożu.
3. Użyj smaru przeciwko zakleszczaniu się gwintów nierdzewnych.
4. Dokręć kotwę przy pomocy klucza dynamometrycznego, dociągając mocowany element do podłoża.

Dlaczego warto kupować tylko wysokiej jakości kotwy do betonu?

Dobrej jakości kotwy do betonu posiadają odpowiednie tolerancje wymiarowe i są wykonane z atestowanych materiałów, co determinuje ich żywotność. Zostały zaprojektowane z myślą o bezpieczeństwie, co jest szczególnie istotne, jeśli muszą wytrzymać duże obciążenia lub utrzymują elementy zabezpieczające przed upadkiem.

Zamontowanie barierki przy użyciu nieodpowiedniej kotwy do betonu może prowadzić nawet do upadku z wysokości, a co za tym idzie utraty zdrowia lub życia. Pamiętaj, że na jakości zastosowanych produktów spoczywa ogromna odpowiedzialność i nigdy nie powinno się na nich oszczędzać lub stosować niesprawdzonych alternatyw.

Regularnie pracujesz z betonem? Przeczytaj nasz wpis o tarczach do cięcia betonu: https://te-ch.pl/jaka-tarcza-do-ciecia-betonu

Kotwy mechaniczne i kotwy chemiczne – podsumowanie

Kotwy do betonu stanowią nieodłączny element solidnego i bezpiecznego montażu  Wybierając odpowiednie zamocowania, zyskujesz pewność, że są one dostosowane do konkretnych wymagań i spełniają najwyższe standardy.

Nie zapominaj, jak ważna jest niezawodność i trwałość mocowanych przez Ciebie elementów – zawsze zapoznaj się z wytycznymi producenta. Dzięki temu możesz stworzyć naprawdę solidne konstrukcje, które przetrwają próbę czasu.

Mamy nadzieję, że w powyższym wpisie opowiedzieliśmy kompleksowo o mechanicznych i chemicznych kotwach do betonu. Jeśli pojawiły się dodatkowe pytania lub wątpliwości, skontaktuj się z obsługą naszego sklepu – chętnie pomożemy!