Kotwy chemiczne i mechaniczne – jaką kotwę wybrać?

Kotwa mechaniczna – właściwości i zastosowanie

Ten rodzaj zamocowania kotwiącego łączy elementy z podłożem na zasadzie siły fizycznej. W większości cechuje się podobnym mechanizmem działania, co kołek rozporowy. Wyjątkiem od takich kotew mechanicznych są wkręty do betonu, które podcinają materiał, dzięki rowkom gwintu, osadzają się na całej długości otworu. 

Kotwy do betonu są najczęściej stosowanymi elementami do tzw. ciężkich zamocowań i sprawdzają się właściwie na każdym placu budowy. Docenia się je za szybkość montażu i prostą aplikację przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej nośności. 

Wszystkie kotwy mechaniczne są wykonane ze stali (a przynajmniej ich główne części), dlatego w uproszczeniu nazywa się je kotwami metalowymi lub kotwami stalowymi. Należy jednak pamiętać, że niektóre z nich zawierają też elementy plastikowe. 

Pomimo niezbywalnych zalet, kotwy metalowe mają też swoje wady. Przede wszystkim wynikają one ze sposobu montażu i działań sił fizycznych. Duże naprężenia, którym ciągle poddawana jest kotwa i jej rozpieranie na strukturę podłoża, może powodować w pewnym momencie pękanie, kruszenie się i odrywanie materiału.

Rodzaje i zastosowanie kotew stalowych

Wśród stalowych kotew do betonu wyróżniamy kilka ich rodzajów. Żeby odpowiednio wybrać między kotwami chemicznymi i mechanicznymi, warto je poznać. 

• Kotwy wkręcane (inaczej: wkręty do betonu) – to szczególny rodzaj kotwy metalowej, który nie rozpręża materiału i dzięki temu nie powoduje jego uszkodzenia. Zamocowania tego typu są szybkie i wygodne w instalacji, umożliwiają demontaż i ponowny montaż w tym samym otworze, dlatego dobrze się sprawdzają do montażu tymczasowego Pozwalają na bezpieczne mocowanie elementów o średnim i dużym obciążeniu.

• Kotwy opaskowe – ten rodzaj kotew jest przeznaczony do montażu przelotowego, który jest relatywnie szybki i mało skomplikowany. Do wywiercenia otworu należy użyć wiertła o takiej samej średnicy jak sama kotwa. Dzięki różnym głębokościom kotwienia, zamocowania opaskowe dają możliwość instalacji elementów o różnych grubościach. 

• Kotwy tulejowe –  mają dość uniwersalne zastosowanie – przeznaczone do małych i średnich obciążeń. Głównie kotwy te służą do mocowania różnego rodzaju instalacji w betonie. Wśród mechanicznych kotew tulejowych, wyróżnia się także mosiężne i stalowe kotwy z gwintem wewnętrznym. Nazywa się je też kotwami wbijanymi tulejowymi, ze względu na technikę ich montażu przy użyciu pobijaka czy młotka oraz śruby lub pręta gwintowanego. 

• Kotwy segmentowe – to kotwy rozprężne złożone ze wszystkich potrzebnych do montażu elementów – pręta lub śruby, nakrętki, kołnierza czy też np. haka. To bardzo uniwersalne kotwy mechaniczne, przeznaczone do znacznych obciążeń i każdego rodzaju podłoża.

• Kotwy ościeżnicowe – specjalne kotwy metalowe przeznaczone do łatwego i szybkiego montażu stolarki drzwiowej i okiennej, posiadają specjalną budowę, która zapobiega odkształceniom ramy podczas aplikacji.

Dowiedz się więcej na temat kotew mechanicznych.

Czym są kotwy chemiczne i jak działają?

Kotwy chemiczne, inaczej nazywane kotwami wklejanymi, to rodzaj zamocowania, wynikający z wiązania w wyniku połączenia żywicy z utwardzaczem. Działają one na zasadzie adhezji, czyli powierzchniowego połączenia tych dwóch substancji. Takie właściwości kotwy chemicznej powodują, że jest szeroko wykorzystywana, szczególnie podczas renowacji budynków.

Kotwa chemiczna jest szczególnie wytrzymałym i uniwersalnym łącznikiem. Jej zaletą jest nieinwazyjność w stosunku do materiału, w którym jest umieszczana – w odróżnieniu od kotwy metalowej nie tworzy naprężeń w podłożu, zatem nie przyczynia się do jego niszczenia i osłabiania konstrukcji. 

Możliwości kotwy chemicznej są szerokie – mogą być stosowane w każdym podłożu, a także w różnych warunkach, nawet, gdy jest wilgotno. Nie poddają się korozji, są doskonałe do głębokiego kotwienia, a przede wszystkim zdolne do wytrzymania nawet największych obciążeń. Ponadto nośność kotew chemicznych jest bardzo dobra.

Warto mieć na uwadze, że montaż kotew chemicznych musi być starannie przemyślany i zaplanowany, z uwagi na czas wiązania się chemii. Aplikacja kotew chemicznych wymaga również precyzji i postępowania zgodnego z instrukcją, a także przy użyciu odpowiednich, dopasowanych pistoletów. Mocowania chemiczne nie podlegają demontażowi, nie nadają się zatem do konstrukcji tymczasowych i wszędzie tam, gdzie jest potrzeba wprowadzania jakichkolwiek zmian. 

Rodzaje kotew chemicznych i ich zastosowanie

Dostępne są różne rodzaje kotew z uwagi na rodzaj masy żywicznej, z której są wykonane. Mamy zatem: 

• Kotwy winyloestrowe do betonu, występujące w ampułkach. To kotwy wklejane, które mogą być używane do bardzo dużych obciążeń. Występują w dwóch wersjach: wbijanej i wkręcanej. Montaż kotew chemicznych w ampułkach jest bardzo wygodny, ponieważ zawierają już odpowiednią ilość żywicy i utwardzacza, i nie potrzeba do nich specjalnych akcesoriów. Można ich używać zarówno do suchego, jak i mokrego betonu.

• Kotwy chemiczne poliestrowe – przeznaczone do niskich i średnich obciążeń, bardzo uniwersalne, trwałe i występujące w różnych wersjach czasu schnięcia tak, aby można było ich używać w różnych warunkach termicznych. Kotwy poliestrowe są głównie przeznaczone do podłoży pełnych, ale w połączeniu z tulejami siatkowymi, mogą być również używane w materiałach otworowych.

• Kotwy epoksydowe – do przenoszenia największych obciążeń, jednak nie sprawdzają się w warunkach zimowych, ze względu na wolnowiążącą się żywicę. Długi czas wiązania ma jednak także swoje zalety, ponieważ ułatwia montaż elementów stalowych w wysokich temperaturach (mamy więcej czasu na aplikację prętów). Kotwy te doskonale nadają się też do głębokiego kotwienia prętów zbrojeniowych – do 2,5 m.

• Kotwy chemiczne hybrydowe do betonu, łączące w sobie cechy kotew epoksydowych i poliestrowych, dzięki czemu są wszechstronne. Zniosą bardzo duże obciążenia i występują w różnych wersjach, jeśli chodzi o konieczność montażu w różnych warunkach atmosferycznych. Nadają się do głębokiego kotwienia (do 1,5 m).

Ze względu na typ opakowania wyróżnia się takie rodzaje kotew chemicznych: 

• Kotwy w kartuszach, do których aplikacji potrzebny jest wyciskacz; 

• kotwy w folii, do których używa się specjalnego wyciskacza do folii; 

• kotwy w ampułkach, które nie wymagają użycia wyciskaczy. 

Potrzebujesz akcesoriów do kotew chemicznych?

Poznaj wyciskacze do kotew chemicznych Rawlplug. 

Kotwa chemiczna czy mechaniczna – wybór odpowiedniej kotwy

Zanim zdecydujemy o tym, jaką wybrać kotwę, należy jeszcze rozważyć szereg czynników. Tylko wtedy możliwe będzie wybranie odpowiedniego rodzaju kotwy do betonu lub innego podłoża. 

Oto czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze między kotwą stalową a chemiczną: 

1. Typ podłoża – ważny jest nie tylko rodzaj materiału, ale także jego stan, klasa, struktura. Zwartość formy ma olbrzymie znaczenie dla trwałości mocowania i czy nie będzie ono prowadziło do niszczenia podłoża, a tym samym – zagrażało całej konstrukcji i bezpieczeństwu jej użytkowania.

W serwisie Rawlplug łatwo znajdziesz odpowiednią kotwę, dzięki przydatnym filtrom:

2. Warunki środowiskowe – są istotne zarówno podczas przeprowadzania mocowania (tylko w przypadku kotwienia chemicznego), jak i dla późniejszej jego trwałości. Wszędzie, gdzie kotwa może być narażona na wilgoć i niską temperaturę, wybieraj kotwy metalowe pokryte dodatkowymi warstwami antykorozyjnymi lub kotwy chemiczne, które w większości radzą sobie najlepiej we wszystkich warunkach atmosferycznych. Trzeba jednak pamiętać o dobraniu odpowiednich kotew wklejanych ze względu na czas wiązania chemii, który różni się w zależności od wysokości temperatury.

Znajdź kotwę letnią lub zimową, dzięki funkcjonalnej wyszukiwarce w serwisie Rawlplug:

3. Odległości montażu – jeśli elementy mocowane znajdują się blisko siebie lub blisko krawędzi, użycie kotwy mechanicznej może być ryzykowne lub wręcz niemożliwe. W takich sytuacjach lepiej sprawdzają się mniej inwazyjne kotwy chemiczne, które nie działają w wyniku rozpierania, a adhezji. 

4. Ciężar i rodzaj mocowanego elementu – każda kotwa do betonu i innych podłoży jest opatrzona oznaczeniem jej wytrzymałości (nośności kotwy). Zawsze dobieraj kotwę tak, aby bez problemu wytrzymywała obciążenie. Producenci są również w stanie przewidzieć, ile lat dane mocowanie jest w stanie wytrwać. Najbardziej odporne na bardzo duże obciążenia są kotwy wklejane (chemiczne), które w pustych podłożach są w stanie utrzymać nawet 200 kg, a w pełnych 800 kg. Kotwy mechaniczne zalecane są do niższych obciążeń. 

5. Rodzaj i kierunek obciążenia kotw – oprócz wagi obciążenie znaczenie ma także to, w jaki sposób element mocowany będzie wykorzystywany, ponieważ wpłynie to fizycznie na całą konstrukcję. Obciążenie może być statyczne (i wtedy dobrze sprawdzają się kotwy stalowe) lub dynamiczne (gdzie lepsze mogą okazać się kotwy chemiczne, z uwagi na swoją nieinwazyjność mechaniczną). Również kierunek obciążenia ma znaczenie: może to być rozciąganie (kiedy obciążenie jest równoległe do kotwy i mamy do czynienia z siłą wyrywającą) lub ścinanie (kiedy obciążenie jest mocowane pod kątem). 

6. Parametry mocowania – znaczenie ma również to, na jaką głębokość możemy kotwić i jakie otwory wywiercić. Zatem wybór kotwy powinien być też jak najlepiej dostosowany do wytycznych montażowych.  

Wady i zalety kotew metalowych i chemicznych 

Na zakończenie warto wyliczyć wszystkie zalety obu rozwiązań, co pomoże nam odpowiedzieć na pytanie "jaką wybrać kotwę?".

Kotwy mechaniczne – zalety 

• Możliwość natychmiastowego obciążenia. 

• Możliwość instalacji bez względu na warunki termiczne. 

• Bardzo dobrze sprawdzają się w podłożach pełnych. 

• Sprawdzają się dobrze w montażu przelotowym, co przyspiesza czas montażu. 

• Stalowe kotwy do betonu (wkręcane) świetnie nadają się do montażu tymczasowego ze względu na to, że da się je w całości usunąć z podłoża. 

• Są z reguły tańsze od kotew chemicznych. 

• Ich montaż jest mniej wymagający. 

 Wady kotew stalowych 

• Nie nadają się do podłoży pustych i murowych (oprócz kilku wyjątków i nieprofesjonalnych zastosowań). 

• Rozprężają podłoże, nie mogą być zatem używane blisko innych kotew czy w pobliżu krawędzi. 

• Mogą ulec korozji, szczególnie jeśli są źle dobrane do warunków i materiału, z którym mogą się stykać. 

• Nie mogą być montowane w wilgotnych podłożach ani w każdych warunkach chemicznych. 

Kotwy chemiczne – zalety 

• Dzięki niej uzyskujemy najwyższe nośności i mamy możliwość głębokiego kotwienia. 

• Są alternatywą dla kotew mechanicznych, gdy mamy do czynienia z typem podłoża innego niż beton i zniszczonego.

• Są odporne na dynamiczny rodzaj obciążenia (na drgania i wibracje). 

• Można zachować małą odległość między kotwami i wykonać kotwienie blisko krawędzi. 

• Nadają się do wszystkich rodzajów podłoża, nawet zniszczonego czy z pustymi przestrzeniami, a także wilgotnego, mokrego i zalanego. 

Wady kotew wklejanych 

• Montaż kotwy chemicznej jest bardziej skomplikowany. Nie mogą być one obciążane od razu po aplikacji – obowiązuje je określony czas wiązania, którego należy bezwzględnie przestrzegać i który uzależniony jest od panujących warunków termicznych. 

• Wymagają specjalnych akcesoriów do aplikacji – wyciskacza, szczotki czy pompki. 

• Znaczenie ma również temperatura samej chemii, tj. temperatura pracy. Jeśli kartusz ma mniej niż 5 stopni, to nie będziemy mogli go użyć. Jeśli pracujemy w niskiej temperaturze, trzeba na to uważać szczególnie, a także zwrócić uwagę na warunki, w jakich przechowywane są kotwy wklejane. Należy bezwzględnie trzymać się zasad, określonych na etykiecie.  

• Nie podlegają, z reguły, demontażowi, a więc nie nadają się też do montażu tymczasowego. 

Kiedy sprawdzą się kotwy wklejane, a kiedy kotwy mechaniczne

Jakie jest zastosowanie kotwy chemicznej a jakie mechanicznej? Dobrym sposobem na szybkie porównanie kotew mechanicznych i chemicznych jest również ich rozróżnienie pod względem najczęstszego wykorzystania. Pomoże to ustalić na wstępie wybór odpowiedniej kotwy.

Wykorzystanie kotew mechanicznych:

• mocowania rozmaitych elementów konstrukcji (podstawy słupów, wsporniki belek, poręcze); 

• mocowania rozmaitych regałów; 

• konstrukcji bram przemysłowych; 

• montażu elewacji wentylowanych; 

• lekkiej zabudowy sufitów podwieszanych. 

Zastosowanie kotwy chemicznej:

• renowacji konstrukcji budowlanych (mostów, budynków mieszkalnych, biurowych, produkcyjnych) i rozmaitych napraw i prac remontowych, także w miejscach, gdzie wcześniej znajdowały się kotwy mechaniczne; 

• przebudowywania, rozbudowywania, nadbudowy; 

• zbrojenia; 

• budowania dróg i innej infrastruktury. 

Szukając odpowiedniej kotwy mocującej Rawlplug, możesz łatwo znaleźć ją w zależności od tego, gdzie chcesz ją zastosować:

Podsumowując, wybierając kotwę, należy wziąć pod uwagę wiele czynników i rozpatrzyć rozmaite aspekty. Nie jest to trudne, jeśli ustali się podstawowe potrzeby, a w razie wątpliwości warto zawsze skorzystać ze specyfikacji i szczegółowych opisów danych produktów i zaleceń producentów.

W wielkim skrócie, wybierz kotwę mechaniczną, jeśli chcesz wykonać szybką instalację w suchym, niezniszczonym betonie, a kotwę chemiczną w przypadku konieczności mocowania bardzo ciężkiego elementu w niepewnym podłożu.