Trendy v chemickém kotvení

• Foto

NOVÉ TECHNOLOGIE
Firma Hilti, jedna s předních firem v oblasti kotevní techniky, přichází na trh s novým kotevním systémem HIT-HY 200. Vytlačovací lepicí hmota HIT-HY 200 nahrazuje stávající rychle tuhnoucí hmotu HIT-HY 150 MAX a nabízí nové výhody jak projektantům a technikům, tak realizačním firmám. Spolu s kotevním šroubem HIT-Z (obr. 1) umožňuje nový systém kotvení bez nutnosti čištění otvorů po jeho odvrtání. Tímto zvyšuje bezpečnost a spolehlivost kotvení při zachování vysokých hodnot technických parametrů. Přednostmi nové hmoty při návrhu kotvení jsou extrémně vysoké hodnoty soudržnosti a to jak v betonu bez trhlin, tak v betonu s trhlinami.

MECHANISMUS PŘENOSU ZATÍŽENÍ U STANDARDNÍCH LEPENÝCH KOTEV DO BETONU
Standardní dodatečně vlepené kotevní prvky typu závitová tyč, závitové pouzdro nebo prut betonářské výztuže přenášejí tahové zatížení do betonu pomocí zaklínování na rozhraní mezi kotevním prvkem a lepicí hmotou a pomocí přilnavosti společně s mikrozaklínováním na rozhraní mezi lepicí hmotou a betonem (obr. 2). Obecně se této vlastnosti říká soudržnost [1]. Tato mechanická vlastnost lepicí hmoty je vedle třídy pevnosti oceli a betonu základním parametrem vstupujícím do výpočtů dle platné evropské legislativy. Soudržnost je určena na základě zkoušek a její charakteristické hodnoty jsou uvedeny v Evropských Technických Schváleních (ETA). Hodnoty soudržnosti jsou různé pro jednotlivé typy a velikosti kotevních prvků.

VLIV ČIŠTĚNÍ OTVORU NA SOUDRUŽNOST U STANDARDNÍCH LEPENÝCH KOTEV
Aby bylo možné u standardních kotevních prvků dosáhnout dostatečné soudržnosti, je zapotřebí obnažený, hrubý povrch vyvrtaného kotevního otvoru. Nevyčištění nebo nedostatečné vyčištění vyvrtaného otvoru umožňuje zachování prachu na povrchu tohoto otvoru (obr. 3b), což má za následek značný pokles soudržnosti a tím i únosnosti kotvení. Proto je u těchto kotev důležité, aby byl otvor mechanicky vyčištěn vhodným ocelovým kartáčem a následně dočista vyfoukán v souladu s návodem pro použití výrobce. Otvory o větším průměru nebo s větší kotevní hloubkou vyžadují intenzivnější úsilí jako je např. vyfoukání stlačeným vzduchem pomocí kompresoru. Účinné čištění je zvláště důležité u vlhkého betonu, protože vlhký prach z vrtání má tendenci pevněji přilnout k povrchu vyvrtaného kotevního otvoru. Obr. 4 schematicky zobrazuje vliv čištění otvoru na křivku závislosti posunu na zatížení ve vlhkém betonu u lepených kotev se závitovou tyčí. Pokud se vyčištění neprovede nebo je nedostatečné, soudržnost se může snížit o 60 % oproti hodnotě u vyčištěného otvoru nebo i více [1]. Navíc je výrazně ovlivněna tuhost spoje a „vrcholové“ mezní únosnosti je dosaženo až po nepřijatelně velkém posunutí kotvy.

KOTEVNÍ SYSTÉM, KTERÝ ODSTRAŇUJE VLIV ČIŠTĚNÍ NA ÚNOSNOST INSTALOVANÉ KOTVY
Jak bylo již uvedeno, čištění je nejen časově náročný proces (až 25 % celkového času pro osazení lepené kotvy), ale v případě nedodržení technologických podmínek i proces, který může výrazně ovlivnit finální únosnost kotvení. Nová hmota HIT-HY 200 má extrémně vysoké hodnoty soudržnosti a spolu s kotevním šroubem HIT-Z umožňuje proces čištění zcela vynechat. Instalace kotvení se tedy omezuje jen na vrtání otvorů, vytlačení lepicí hmoty HIT-HY 200 do otvorů a samotné osazení HIT-Z šroubů. Přitom je dosaženo vysokých parametrů soudržnosti a to jak v betonu bez trhlin, tak v betonu s trhlinami. Snižuje se tak riziko nesprávně osazených kotev na stavbě s nižší únosností, než bylo uvažováno při návrhu a zároveň se kotvení stává rychlejším.

Kotevní šroub Hilti HIT-Z, určený pro použití v kombinaci s lepicí hmotou Hilti HIT-HY 200, je tvarovaným prvkem s kónickou šroubovicí (obr. 5). Na základě své funkčnosti vykazuje Hilti HIT-Z šroub ve spojení s lepící hmotou Hilti HIT-HY 200 konzistentní únosnost bez nutnosti čistit vyvrtané otvory před instalací kotvy.

Když je do této kotvy vnesena tahová předpínací síla prostřednictvím předepsaného utahovacího momentu, hladký povrch kónické šroubovice se speciálním povlakem umožní malý axiální pohyb. Segmenty skořápky lepicí hmoty působí jako klíny a přenášejí laterální síly na povrch vyvrtaného otvoru prostřednictvím tření. Výsledkem je mechanismus přenosu tahového zatížení, který je kombinací tření a mikrozaklínování. Zejména vznikající třecí síly činí systém odolný vůči vlivům prachu a nečistot ve vyvrtaném otvoru (obr. 6). Díky tomu se dle příslušného ETA schválení u otvorů vyvrtaných vrtacím kladivem v suchém a vlhkém betonu včetně betonu s trhlinami nevyžaduje čištění!

ZVLÁŠTNÍ PŘÍPAD: DIAMANTOVÉ JÁDROVÉ VRTÁNÍ
Pokud je kotevní otvor vrtaný diamantovým jádrovým vrtákem s vodním výplachem, povrch vyvrtaného otvoru je hladký a geometricky pravidelný (obr. 7). Navíc i po odstranění vody z otvoru jsou stěny otvoru pokryty vrtným kalem a zůstávají po nějakou dobu vlhké, což negativně ovlivňuje soudržnost kotev se standardními kotevními prvky. Proto je kotevní šroub HIT-Z, díky působení expanzních sil, jedinou chemickou kotvou Hilti se schválením ETA, vhodnou pro použití v betonu s trhlinami v kombinaci s kotevními otvory vyvrtanými diamantovým jádrovým vrtákem. Tyto kotevní otvory musí být po vyvrtání vypláchnuty vodou a vyfoukány stlačeným vzduchem. Jakékoliv zdrsňování stěn kotevního otvoru zde není zapotřebí.

NAVRHOVÁNÍ HILTI HIT-HY 200 S KOTEVNÍM ŠROUBEM HIT-Z BEZ NUTNOSTI ČIŠTĚNÍ
Technici a projektanti nyní mohou navrhovat Hilti HIT-HY 200 kotevní systém s kotevním šroubem HIT-Z a eliminovat tak riziko, že by nesprávné vyčištění vyvrtaného kotevního otvoru ovlivňovalo únosnost instalované lepené kotvy. Při navrhování kotevní techniky, včetně kotevního systému HIT-HY200 se šrouby HIT-Z, může odborná veřejnost využít uživatelsky příjemného softwaru PROFIS ANCHOR, který je bezplatně ke stažení na stránkách www.hilti.cz v sekci technická podpora.

Pro zhotovitele zjednodušuje použití této nové lepené kotvy bez nutnosti čištění postup instalace a snižuje nároky na potřebné příslušenství a dobu instalace. Pro více informací k novince navštivte www.hilti.cz/hy200 nebo kontaktujte informační oddělení Hilti na bezplatné lince 800 11 55 99.

LITERATURA:
[1] Eligehausen R.; Mallee, R.; Silva, J.F. (2006): Anchorage in Concrete construction, Ernst & Sohn, Berlin 2006

Autor

• Ing. Jonáš Jan