Czym jest i jak działa kotwa mechaniczna?

Kotwy mechaniczne (nazywane także kotwami metalowymi lub kotwami do betonu) dostępne są w kilku wariantach. Wspólną cechą wszystkich łączników metalowych jest ich zdolność do przenoszenia dużych nośności, łatwy sposób montażu oraz szeroki zakres ochrony przeciwkorozyjnej. 

Kotwy do betonu łączą się z podłożem dzięki działaniu zjawisk mechanicznych (stąd ich nazwa), takich jak siła tarcia czy połączenie kształtowe wewnątrz materiału podłoża. Mechanizm działania wszystkich kotew mechanicznych jest podobny i polega na zwiększeniu średnicy elementu rozprężnego w toku montażu. Wyjątek stanowią wkręty do betonu, które pracują w oparciu o podcięcie podłoża, a nie rozprężanie.

Kotwa opaskowa składa się z trzpienia oraz znajdującego się na końcu wyprofilowanego stożka. Na stożku umieszczony jest pierścień, który blokuje się podczas montażu i unieruchamia całą kotwę. Istotnym elementem montażu kotwy opaskowej jest dokręcenie nakrętki, co pozwala wyciągnąć kotwę z podłoża, rozprężyć pierścień i trwale ją zablokować. Odpowiednie rozparcie pierścienia zapewnia maksymalną nośność kotwy opaskowej. Właśnie dlatego tak ważne jest użycie prawidłowego momentu dokręcającego podczas montażu kotwy opaskowej, a co niestety jest często bagatelizowane i pomijane podczas aplikacji kotew opaskowych.

Kolejnym rodzajem kotew mechanicznych są kotwy wkręcane (określane również jako wkręty/śruby do betonu). Mechanizm kotwy do betonu jest zbliżony do sposobu działania wkrętów do drewna. Na kotwie znajdują się dwa gwinty – główny – odpowiedzialny za podcięcie materiału w trakcie aplikacji, a jednocześnie dobrą nośność kotwy oraz gwint pomocniczy zapewniający stabilność wkręta w trakcie montażu. 

Podczas instalacji kotwy wkręcanej dochodzi do pocięcia wywierconego otworu. Możemy więc zaobserwować działanie dwóch zjawisk mechanicznych – siły tarcia oraz połączenia kształtowego kotwy w podłożu. 

Śruba do betonu jest kotwą jednoelementową, co oznacza że podkładka oraz gwint są zintegrowane ze sobą. Obciążenie przykładane na kotwę jest przenoszone na całą długość otworu 

Największe zalety kotew wkręcanych to:

• pewny i prosty montaż
• maksymalna wydajność i szybkość montażu (nawet o połowę szybsza aplikacja w porównaniu z kotwą opaskową)
• możliwość kotwienia w pobliżu krawędzi i sąsiednich kotew
• możliwość całkowitego wykręcenia z podłoża, co znacznie ułatwia montaż tymczasowy
• możliwość regulacji elementu mocowanego bez utraty nośności, aprobata dopuszcza możliwość poluzowania kotwy o maksymalnie 10 mm, zmianę jej położenia i ponowne dokręcenie. Korektę można wykonać dwukrotnie.

Kotwy tulejowe z gwintem wewnętrznym są wyposażone w wewnętrzny stożek rozpierający, który podczas wbijania pobijakiem powoduje rozparcie tulei i zaklinowanie kotwy w otworze. Narzędzie do osadzania jest tak skonstruowane, że nie powoduje uszkodzenia gwintu wewnętrznego kotwy. Po wbiciu stożka rozpierającego kotwa zostaje unieruchomiona i nie ulega dodatkowym ruchom podczas wkręcania lub wykręcania śruby albo innego elementu z gwintem metrycznym. Nacisk wywierany na ścianki boczne otworu przez rozpartą tuleję powoduje wystąpienie sił tarcia zapewniających bezpieczeństwo mocowania.

Ogólny schemat montażu kotwy mechanicznej przedstawia się następująco:

• wiercenie (ważny jest dobór odpowiedniego rozmiaru wiertła i głębokość otworu)
• czyszczenie otworu (ręczna pompka)
• osadzenie kotwy (zazwyczaj montaż przelotowy) wbicie lub wkręcanie kluczem udarowym
• dokręcenie kotwy, każda kotwa ma swój moment dokręcający, kotwy wkręcane wystarczy przykręcić kluczem udarowym. Zlicowanie kotwy z podłożem jest równoznaczne z jej dokręceniem.