Technika zamocowań

Technika zamocowań przeżywa stały rozwój wraz ze zmianami w technologiach budowlanych. Pojawianie się nowych technologii produkcji oraz nowych materiałów (zwłaszcza nowych tworzyw sztucznych) przynosi nowe rozwiązania w tej dziedzinie. Obecnie dysponujemy wieloma rodzajami zamocowań o stopniu specjalizacji zależnym od rodzaju podłoża i wymaganej wytrzymałości połączenia. Poniżej przedstawiamy kilka podstawowych informacji na temat techniki zamocowań, montażu oraz zasad doboru kołków i kotew.

Rodzaje zakotwienia kołków rozporowych

Zamocowanie przy pomocy siły tarcia.

Obciążenie od sił zewnętrznych F jest przenoszone przez sił´ tarcia Fr uzyskaną dzięki sile rozpierającej Fsp. Pojawienie się siły rozpierającej jest skutkiem wkręcenia wkręta w kołek lub wbicie stożka w kotwę.


-

Połączenie kształtowe

Obciążenie zewnętrzne F jest równoważone reakcją sił oporowych Fop, powstałych w wyniku odpowiedniego odkształcenia kotwy, zgodnego z założeniami konstrukcyjnymi dla danego podłoża.

Połączenie bezpośrednie stałe

Obciążenie zewnętrzne F jest równoważone przez się´ Fk uzyskaną między Ścianką otworu a kotwą przy pomocy kleju (żywicy) lub zaprawy. W praktyce uzyskiwane w zamocowaniach połączenia są zawsze kombinacją powyższych rodzajów zakotwień. Dla przykładu kołek rozporowy z tworzywa sztucznego jest typowym połączeniem za pomocą sił tarcia oraz, ze względu na rysy powstałe przy wierceniu i odkształcanie się tworzywa, połączeniem kształtowym.

Wiercenie

Wiercenie i przygotowanie otworu
Odpowiednie dobranie rodzaju wiertła do podłoża oraz jego Średnicy nie wystarcza do prawidłowego wywiercenia i przygotowania otworu do montażu kołka lub kotwy. Jednym z podstawowych problemów jest wybór rodzaju wiercenia. Wyróżniamy cztery podstawowe rodzaje wierceń:

- obrotowe
- udarowe
- młotkowe
- pozostałe z użyciem profesjonalnych wierteł i wiertnic

Podstawą wyboru jest rodzaj podłoża. W materiałach pełnych lub z pustką o gęstej strukturze należy zastosować wiercenie obrotowo-udarowe lub młotkowe. W materiałach z pustką oraz płytach używamy tylko wiercenia obrotowego, aby nie zniszczyć struktury materiału i nie spowodować zwiększenia średnicy otworu.

Parametry montażu

W celu wykonania prawidłowego montażu oraz uzyskania odpowiedniej jakości zamocowania należy przestrzegać niżej wymienionych zasad i zaleceń:

• należy zwrócić uwagę na to czy dany kołek (kotwa) nadaje się konstrukcyjnie dla danego podłoża - w elementach konstrukcyjnych ścian z pustkami (cegła dziurawka, kratówka, pustak max) część rozporowa kołka powinna być zamocowana w co najmniej jednej z przegród lub należy stosować kotwy o zamocowaniu kształtowym
• należy odpowiednio dobrać długość kołka (kotwy) z uwagi na grubość mocowanego przedmiotu
• wywiercony otwór powinien mieć odpowiednią głębokość, zwykle kilka milimetrów więcej od żądanej długości zakotwienia i powinien być oczyszczony z pozostałości po wierceniu
• przy określeniu głębokości kotwienia należy uwzględnić warstwy nienośne lub słabonośne podłoża (grubość tynku lub warstwa ocieplenia) i odpowiednio skorygować długość kołka (kotwy)
• należy unikać montażu kotew zbyt blisko krawędzi podłoża, gdyż w przypadku dużych obciążeń może dojść do zniszczenia połączenia lub oberwanie krawędzi materiału
• nie należy przekraczać zalecanych momentów dokręcenia kotew - zalecamy użycie klucza dynamometrycznego
• dla uzyskania poprawnego zamocowania w ścianach gipsowo-kartonowych należy bezwzględnie stosować kołki

Różnice pomiędzy trzema różnymi metodami:

1.Montaż wtykowy:
Dybel najczęściej ściśle przylega do powierzchni podłoża. Otwór nawiercony
w podłożu jest większy niż otwór montażowy w mocowanej części.
Przebieg montażu:  przenieść odstępy między otworami z mocowanej części na podłoże; wykonać otwory, włożyć dyble, przykręcić mocowany przedmiot; w przypadku montażu z użyciem 3 lub więcej dybli zachodzi obawa wykonania otworu w niewłaściwym miejscu. Rada: zastosować dyble przetykowe

2.Montaż przetykowy:
jest specjalnie zalecany, gdy element mocowany jest przy użyciu więcej niż dwóch kołków: przypadku montażu seryjnego, a szczególnie w przypadku, gdy na jeden mocowany przedmiot przypada więcej niż 2 dyble, stosuje się montaż przetykowy. otwory w mocowanej części mogą być wykorzystywane jako wiercenie wstępne, ponieważ średnica otworu w mocowanej części musi być co najmniej taka duża, jak w podłożu. oprócz ułatwienia montażu osiąga się´ również dużą dokładność wykonania otworów pod dyble. dybel wkłada się przez mocowany przedmiot do nawierconego otworu i następnie rozpiera.

3.Montaż z odstępem:
Mocowany przedmiot ma być zamocowany w pewnym określonym
odstępie od płaszczyzny podłoża w sposób wytrzymały na ściskanie i rozciąganie. Do tego celu służą kotwy metalowe z metrycznym gwintem wewnętrznym dla wkrętów lub gwintowanych sworzni z nakrętkami zabezpieczającymi.

Długość użytkowa.
Długość użytkowa (grubość ścisku) odpowiada najczęściej grubości zamocowanego przedmiotu. W przypadku montażu wtykowego można to różnicować przez odpowiedni wybór długości wkrętu. Natomiast w przypadku montażu przetykowego maksymalna długość dybla. Jeśli podłoże ma warstw´ tynku lub materiału izolacyjnego, to należy wybrać taki wkręt lub taki dybel przetykowy, który ma długość użytkową odpowiadającą przynajmniej grubości tynku i grubości mocowanego przedmiotu.

Głębokość zakotwienia.
Głębokość zakotwienia odpowiada w przypadku dybli z tworzywa sztucznego i ze stali odległości między górną krawędzią nośnej części konstrukcyjnej i dolną krawędzią części rozprężnej.

Wielkość i rodzaj obciążeń.
Dla doboru dybli tak samo ważne, jak wymiary podłoża są obciążenia wzgl. siły występujące przymocowaniu danego przedmiotu.
Siły te są charakteryzowane przez:
• wielkość
• kierunek
• punkt zaczepienia

Siły te są podawane w kN (kilonewton 1 kN = 100 kg), momenty zginające natomiast w Nm (Newtonometr Nm = 0,1 kgm)
Dla doboru dybli tak samo ważne, jak wymiary podłoża są obciążenia wzgl. siły występujące przy mocowaniu danego przedmiotu. Siły te są charakteryzowane przez:
Siły zrywające, (średnia wartość z przynajmniej 5 pojedynczych prób w niepopękanym materiale).
Rodzaje usterek: pęknięcie podłoża, wyciągnięcie lub pęknięcie dybla
Charakterystyczne siły zrywające (5% poziomu ufności, tzn. w 95% wszystkich przypadków siły te zostają osiągnięte lub przekroczone).
Obciążenia dopuszczalne (zalecane) Są to wartości obciążeń, które zawierają już odpowiedni współczynnik bezpieczeństwa.