Vliv metody vrtání kotevních otvorů na soudržnost (únosnost) chemických kotev – Hilti SafeSet

• Foto

KOTVENÍ DO PŘÍKLEPEM VRTANÝCH OTVORŮ
Vrtání kotevního otvoru pomocí příklepových kladiv způsobí, že povrch kotevního otvoru je nerovnoměrný (drsný) a je zvláště vhodný pro vysoké hodnoty soudržnosti chemických kotevních hmot (samozřejmě za předpokladu správného postupu čištění kotevního otvoru) obr. 1a. Jak je již známo, v případě lepených kotev lze přenos zatížení popsat prostřednictvím soudržnosti, tj. určitých kombinací adheze a mikrozdrsnění (vzájemného mechanického spojení na mikroskopické úrovni).

Nedostatečné vyčištění příklepem vyvrtaného kotevního otvoru umožní, aby se na jeho stěnách zachytil prach. Usazený prach od vrtání snižuje rozdíly mezi nejvyššími a nejnižšími body na povrchu vyvrtaného otvoru obr. 1c, což má za následek menší drsnost povrchu a potažmo omezení podílu mechanického spojení. Výsledkem je tedy jasný vliv na posuv, soudržnost a tím pádem i na celkovou únosnost kotvy, jak ukazuje obr. 4.

Společnost Hilti proto v roce 2014 uvedla dosud nejrevolučnější systém kotvení, který zahrnuje lepicí hmotu Hilti HIT‑HY 200, duté vrtáky a kotevní šrouby Hilti HIT‑Z jako prvky systému Hilti SafeSet. Technologie Hilti SafeSet prakticky zcela eliminuje faktor čištění otvoru a zvyšuje spolehlivost a produktivitu samotného kotvení. Systém Hilti SafeSet doposud zahrnoval dvě možné kombinace:

1. Chemickou hmotu HIT‑HY 200 + kotevní elementy (HIT‑V, HIS‑N, výztuž) – vrtání pomocí dutých vrtáků TE‑CD a TE‑YD. V tomto případě je prach z kotevního otvoru odsáván přes dutý vrták při samotném vrtání a kotevní otvor již není nutné po vyvrtání nijak dodatečně čistit.
2. Chemickou hmotu HIT‑HY 200 + kotevní šroub HIT‑Z – tato kombinace díky unikátnímu tvaru HIT‑Z šroubu a principu držení šroubu v betonu nevyžaduje vůbec žádné čištění kotevního otvoru. HIT‑Z šroub poté vykazuje téměř totožné hodnoty únosnosti jak v čištěném, tak i v nečištěném kotevním otvoru obr. 2.

KOTVENÍ DO DIAMANTEM VRTANÝCH OTVORŮ
Narozdíl od příklepových vrtáků, které drtí beton při vrtání nárazovou energií, diamantové korunky obrušují (řežou) beton pomocí krystalů diamantu uložených v řezných segmentech po obvodu korunky. Celý proces vrtání diamantovými korunkami se provádí s vodním výplachem a výsledkem takového typu vrtání jsou velmi hladké a geometricky pravidelné kruhové otvory. Obrázky 1a a 1b znázorňují srovnání hloubky profilu u otvoru vrtaného příklepem a otvoru vrtaného diamantem. V důsledku toho lze u lepených kotev i dodatečně vlepované výztuže v případě vrtání otvorů diamantem předpokládat podstatně menší účinek mechanického spojení na mikroskopické úrovni – až o 65 % nižší soudržnost u diamantem vrtaného kotevního otvoru než u otvoru vrtaného příklepem. Kromě toho v případě nesprávně vyčištěného kotevního otvoru vyvrtaného diamantem lze zbytkovou pevnost spoje vyhodnotit jako téměř nulovou (obr. 1d).

Společnost Hilti proto nyní rozšiřuje svou koncepci Hilti SafeSet systému o diamantové jádrové vrtání kotevních otvorů a s tím spojené použití nové lepicí hmoty Hilti HIT‑RE 500 V3 v kombinaci se zdrsňovacím nástrojem Hilti TE‑Y RT. Jak systém se zdrsňovacím nástrojem funguje?

Ihned po vyvrtání otvoru diamantovou korunkou se vytvoří zdrsnění pomocí patentovaného zdrsňovacího nástroje se 6 tvrdokovovými čepy s vysokou otěruvzdorností obr. 3. Otáčením tohoto zdrsňovacího nástroje TE‑Y RT, jehož délka může být až 60násobkem průměru otvoru, dochází ke kontaktu tvrdokovových čepů s betonem. Tím se zdrsňuje povrch vyvrtaného kotevního otvoru až do úrovně, která zaručí mechanické spojení a dostatečnou soudržnost s lepicí hmotou Hilti HIT‑RE 500 V3. Nový zdrsňovací nástroj TE‑Y RT zdrsňuje stěny hladkého otvoru vyvrtaného diamantovou jádrovou korunkou natolik, že soudržnosti chemické hmoty Hilti HIT‑RE 500 V3 jsou totožné jako pro kotevní otvor vrtaný příklepem dutým vrtákem nebo příklepem se správným čištěním kotevního otvoru obr. 4.

Z grafů na obr. 4 je patrné, že zdrsnění pomocí nástroje Hilti TE‑Y RT přináší u otvorů vrtaných diamantovými jádrovými korunkami mnohem vyšší pevnost spoje v porovnání se standardní instalací prováděnou dnes u otvorů vrtaných diamantem a dosažení téměř 100 % mezní únosnosti otvoru vrtaného příklepem dutým vrtákem nebo standardním příklepovým vrtákem se správným čištěním kotevního otvoru.

Impact of the Method of Drilling Anchor Openings for the Cohesion (Load Bearing Capacity) of Chemical Anchors – Hilti SafeSet
Selection of a drilling system can have a significant impact on requested procedure of cleaning of the drilled opening and mainly on the cohesion (load bearing capacity) of chemical/glued anchorages and additionally glued reinforcement. Due to an information campaign concerning the gluing mass Hilti HIT‑HY 200 and hollow drills as elements of the Hilti SafeSet system, designers partially realise this fact, especially in relation to the impact of cleaning the openings in case of drilling with impact on cohesion (load bearing capacity) of chemical anchorages. The Hilti SafeSet concept is now being expanded by diamond core drilling of anchor openings and related use of a new gluing mass Hilti HIT‑RE 500 V3 combined with a roughing tool Hilti TE‑Y RT.

Autoři

• Ing. Plesník Pavol
• Ing. Spáčil Petr