Kotwienie w betonie – wady i zalety różnych rozwiązań

Kilka słów o kotwach

Kotwa to zgodnie z definicją inżynieryjną, wykonany ze stali element zamontowany w betonowej powierzchni i przenoszący na nią obciążenia zewnętrzne. Obciążenia te pochodzić mogą z innej części tego samego obiektu budowlanego lub z elementu niestrukturalnego (innej konstrukcji), którym kotwa umożliwia połączenie z masą główną obiektu. Typowa kotwa składa się z gwintowanego korpusu, zwanego potocznie prętem, na którym obrobiony jest stożek i osadzony pierścień wyposażony zazwyczaj w trzy lub cztery segmenty rozprężne. Nieco inną specyfikę i formę ma kotwa chemiczna, która wykonywana jest poprzez aplikację żywicy.

W sektorze budowlanym kotwy oferowane są w różnych średnicach i kształtach. Średnica opisanego elementu budowlanego najczęściej mieści się w przedziale od 6 do 24 milimetrów, wytrzymując naprężenia konstrukcji o wadze od 300 kilogramów do 3 ton. Jednak trzon sprzedaży przypada na zakres średnic od 10 do 16 milimetrów, co odpowiada zastosowaniom do realizacji konstrukcji szkieletowych, mocowania stropów podwieszanych, balkonów, stóp słupków budowlanych, konstrukcji schodów itp. Występujące na rynku kotwy o średnicy powyżej 16 milimetrów, stosuje się głównie w żelbetowych konstrukcjach stalowych oraz do wzmacniania stropów.

Kotwy stalowe powinny być wykonane zgodnie z normą European Technical Assessment (ETA), która jest głównym organem kontroli materiałów budowlanych. Zgodnie z nadmienionymi wytycznymi, kotwy stalowe muszą być produkowane ze stali o stałej, kontrolowanej jakości i trwałości. Niestety na polskim rynku wciąż pojawiają się produkty importowane z Azji, które nie podlegają takiej kontroli podczas produkcji i mogą mieć dużo niższe parametry wytrzymałościowe. Kupując kotwy, należy więc bardzo uważać, jakiej są produkcji i czy spełniają normy europejskie. Oczywiście nawet najlepsze kotwy nie mogą zapewnić trwałości budowli, jeżeli użyto betonu niskiej jakości. Należy więc połączyć beton od sprawdzonego producenta z najlepszymi na rynku kotwami, co zapewnia idealną wytrzymałość budynku. Informacje na temat najlepszej jakości betonu można znaleźć tu: https://www.gorazdze.pl/pl/gorazdze-beton.

Rodzaje kotwienia w betonie

Kotwienie w betonie może być przeprowadzane na dwa sposoby – mechaniczny oraz chemiczny. Najpopularniejsze na rynku budowlanym jest kotwienie mechaniczne. Polega ono na nawierceniu otworu w betonowej powierzchni, wsunięciu do niego kotwy i zamontowania jej na zasadzie rozporu sprężyn. Tego typu zakotwienie ma swoje wady i zalety. Zaletą jest na pewno łatwość montażu, duża szybkość procesu kotwienia oraz niższa niż w innych sposobach kotwienia cena takiego procesu budowlanego. Kotwienie mechaniczne ma jednak swoje wady. Przede wszystkim kotwienie tego typu powoduje wzrost naprężeń. Wywiercenie otworu i umieszczenie w nim kotwy na zasadzie wpasowania czy wręcz „zawieszenia”, może w wyniku nadmiernego tarcia uszkodzić strukturę materiału. Gdyby do tego doszło, w późniejszym czasie w miarę wzrostu naprężeń i „ruchów” pracującego materiału mogą pojawiać się lokalne wysadziny betonu i zachodzić niebezpieczne procesy odspajania się kotwionego elementu od podłoża.

Inną techniką montażu kotw jest kotwienie chemiczne. Kotwy mechaniczne podlegają jednemu sposobowi pracy w podłożu określanemu jako tarciowy. Kotwy chemiczne działają w zupełnie inny sposób, ponieważ pracują one w schemacie klinowym oraz mocowania adhezyjnego (znanego też jako wiązaniowe). Tego typu dywersyfikacja rodzajów pracy powoduje zachowanie lepszej struktury, a w niektórych przypadkach też większą wytrzymałość na przeciążenia. Podstawową zaletą kotwienia chemicznego jest fakt niewytwarzania naprężeń w momencie przyłączania elementu do podłoża. Pozwala to wykorzystać metodę kotwienia chemicznego nawet w starych budynkach o bardzo osłabionej konstrukcji. Kotwy chemiczne mają też kilkukrotnie wyższą szczelność od kotwienia mechanicznego, co potwierdzają badania niemieckie i francuskie. Kotwy chemiczne, przewyższając tradycyjne wytrzymałością i odpornością na czynniki atmosferyczne, mają tylko jedną wadę – nieco wyższą cenę od swojego pierwowzoru. Jak pokazują analizy rynkowe, wzrost skali i tempa produkcji kotew chemicznych oraz rozwój rynku budowlanego, z pewnością sprawi, iż już niedługo staną się na równi opłacalne z kotwami mechanicznymi.