Saberlo todo para fijar sobre hormigón y mampostería

Material de soporte

Los diferentes mareriales : huecos o mac izos

La elección del sistema de fijación viene determinada por la naturaleza y la estructura del material que servirá como soporte del anclaje

¿Hormigón fisurado o no fisurado?

Entre las características del hormigón se incluye su buena resistencia a la compresión; por el contrario, ofrece una escasa resistencia a la tracción. En el momento en el que las estructuras de hormigón armado se sometan a cargas, es previsible que se formen fisuras en la zona de tracción. En ese caso, se recomienda utilizar anclajes diseñados para el hormigón fisurado.

La pieza a fijar

Su naturaleza

Existe una amplia variedad de materiales que pueden utilizarse e influyen sobre la elección de la fijación (y viceversa), con el fin de evitar el fenómeno de electrolisis.

• Acero electrocincado 
• Aluminio
• Acero galvanizado en caliente
• Fundición
• Acero inoxidable 
• Madera...

Su posición en el material de soporte

Al igual que sucede con la posición de la pieza a fijar sobre el material de soporte, la posición del anclaje deberá tenerse en cuenta ya que es precisamente la fijación la que solicitará el material.

Su dimensionamiento

El espesor de la pieza a fijar (t_fix), el número de agujeros y el diámetro del agujero para el anclaje en la pieza a fijar (d_f) también son parámetros fundamentales a la hora de elegir la fijación.

• t_fix : parte variable del anclaje en la que quedará colocada la pieza que fijar
• S_cr,N : distancia que debe guardarse entre los anclajes
• d_f : diámetros que deben respetarse para garantizar que se cumplan los valores de carga especificados

El espesor mínimo del material de soporte (h_mín) únicamente será válido si no se observan fisuras debidas a la perforación en la parte trasera del hormigón.

Elementos que influyen sobre la resistencia

• Carga de servicio en mitad de la losa : El anclaje se monta en mitad de la losa, de forma que toda la superficie situada alrededor suyo puede trabajar de forma efectiva.
• Distancia al borde de la losa : El anclaje se monta cerca del borde de la losa, de forma que faltará una parte de la superficie de hormigón necesaria para que pueda soportar la carga máxima.
• Distancia característica : Los anclajes se montan con una distancia suficiente entre sus centros. Los dos conos de tensión no solicitan la misma superficie del hormigón, lo que significa que puede ejercerse la carga de servicio sobre el medio de la losa.
• Distancia entre centros de anclajes : Los anclajes se montan uno junto a otro, de forma que los dos conos de tensión solicitan la misma superficie del hormigón, lo que implica que la carga de servicio de cada anclaje se reduce.
• Distancia mínima : En este caso, no pueden aplicarse las distancias S_cr y C_cr. Para el montaje de los anclajes se consideran los valores límite denominados S_mín y C_mín.

Las cargas

Fuerzas que actúan sobre un elemento de fijación

La dirección del esfuerzo queda definida por el ángulo que forman el eje del anclaje y la dirección del esfuerzo actuante.

N: Carga de tracción aN comprendido entre 0° y 30°.
F: Carga oblicua aF comprendido entre 30° y 60°.
V: Carga de cizalladura aV comprendido entre 60° y 90°.

Precisiones acerca de las cargas de servicio

• Cargas de servicio : Las cargas publicadas se han calculado a partir de los valores característicos indicados en los Documentos de Idoneidad Técnica Europeos (DITE o ETA, por sus siglas en inglés), a los que se han aplicado tanto los coeficientes de seguridad parciales especificados en la directriz ETAG 001 como un coeficiente parcial de acciones γf = 1,4.
• Cargas de servicio de tracción : Las cargas de servicio de tracción se han calculado para hormigón no armado y hormigón armado estándar en el que la separación entre las varillas de hierro sea S<15 cm o S<10 cm si su diámetro es igual o inferior a 10 mm.
• Cargas de servicio de cizalladura : Las cargas de servicio de cizalladura se especifican para un único anclaje montado en mitad de una losa. Para las cargas de cizalladura aplicadas cerca del borde (C<10·hef o 60·d), la rotura del borde de la losa debe verificarse aplicando el método A del anexo C de la directriz ETAG 001.

Modos de rotura de un anclaje

Portracción

• Rotura del acero : Este modo de rotura se produce a causa del fallo del anclaje debido a una solicitación excesivamente grande.
• Rotura por arranque : Este modo de rotura se produce a causa de la extracción por deslizamiento del anclaje debido a que el diámetro es demasiado grande o a la mala calidad del hormigón.
• Rotura por fisuras del hormigón : Este modo de rotura se produce a causa del fallo del hormigón debido a un espesor insuficiente de la losa o a una profundidad de anclaje excesiva.
• Rotura por cono de hormigón : Este modo de rotura se produce a causa del fallo del cono de hormigón debido a la falta de resistencia del propio hormigón o a una profundidad de anclaje insuficiente.

Por cizalladura

• Rotura del acero : Este modo de rotura se produce a causa del fallo del anclaje debido a una solicitación excesivamente grande.
• Rotura del hormigón en el borde de la losa : Este modo de rotura se produce a causa del fallo del hormigón debido a la existencia de un espacio insuficiente entre el borde de la losa y el anclaje.
• Rotura del hormigón por efecto de palanca : Este modo de rotura se produce a causa del fallo del cono de hormigón debido a la falta de resistencia del propio hormigón o a una profundidad de anclaje insuficiente.

Restricciones externas

La normativa Europea

Con el objetivo de conseguir convertir el mercado común europeo en una realidad para todos los productos de construcción, se ha publicado el Reglamento (UE) n.º 305/2011. Dicho reglamento contiene siete exigencias:

1. Resistencia mecánica y estabilidad
2. Protección contra incendios
3. Higiene, salud y protección medioambiental
4. Seguridad de uso y accesibilidad
5. Protección acústica
6. Ahorro energético y protección térmica
7. Uso sostenible de los recursos naturales

El hormigón y sus opciones

Las opciones varían en función de la zona del hormigón en la que se monte el anclaje :

• Cuanto más bajo sea el número de la opción, el anclaje podrá utilizarse en unas condiciones más exigentes y ofrecerá mayores prestaciones.
• La opción elegida por el fabricante resulta fundamental, ya que determinará tanto el programa de ensayos y el método de cálculo como el campo de uso del anclaje.

El clima y la estética

• Cuanto más bajo sea el número de la opción, el anclaje podrá utilizarse en unas condiciones más exigentes y ofrecerá mayores prestaciones,
• La opción elegida por el fabricante resulta fundamental, ya que determinará tanto el programa de ensayos y el método de cálculo como el campo de uso del anclaje.

El clima y los aspectos estéticos

Nuestras gamas de anclajes incluyen diversos tipos de acabado:

• En función de los requisitos impuestos por el ambiente (acero inoxidable, electrocincado, etc.).
• En función de los requisitos estéticos.

Protección anticorrosión

La corrosión de los metales es un factor indicativo de su tendencia a retornar a su estado mineral natural debido a la
acción de los fenómenos atmosféricos.
Por tanto, la protección anticorrosión es uno de los elementos a tener en cuenta para seleccionar correctamente una fijación en función de las agresiones ambientales a las que vaya a verse sometida.

Riesgos sísmicos

En España existe actualmente una nueva clasificación que divide el territorio en cinco zonas de sismicidad creciente en función de la probabilidad de que se produzcan fenómenos sísmicos:

• Una zona de sismicidad 1, en la que no existen prescripciones de sismorresistencia específicas para los edificios con un nivel de riesgo normal (los riesgos sísmicos asociados a esta zona se clasifican como muy bajos).
• Cuatro zonas de sismicidad 2 a 5, en las que las reglas de construcción sismorresistente se aplican a los edificios de nueva construcción y a edificios existentes para los que se cumplan unas determinadas condiciones.

Simpson Strong-Tie ha ensayado y recomienda determinados anclajes para las zonas sísmicas: Ultraplus, Superplus (anclajes mecánicos) y SET-XP (anclaje químico).

Para más información: http://www.mfom.es/

Elección del Anclaje

Tipos de anclaje en función de las cargas

Cargas pesadas : En esta categoría se incluyen básicamente los anclajes metálicos y químicos que ofrecen unos valores de servicio mayores de 1. 000 daN, 1. 000 kg o 10 kN.

Cargas medias : Son básicamente los anclajes metálicos y químicos que ofrecen unos valores de servicio iguales o inferiores a 1.000 daN, 1.000 kg o 10 kN.

Cargas ligeras : Son básicamente los anclajes de plástico o nylon con valores de servicio iguales o inferiores a 200 daN o 200 kg.

Tipos de esfuerzos de los anclajes

El anclaje mecánico, tras la expansión o la aplicación de cargas, ejercerá un esfuerzo sobre una zona del hormigón denominada “cono de tensión”. Se producirá una compresión inicial durante el apriete y una segunda compresión tras la aplicación de las cargas.

• Anclajes de expansión por atornillado con par de apriete controlado : La expansión se produce al aplicar un par de apriete al tornillo o la tuerca. La intensidad de la acción del anclaje se controla por medio de dicho par de apriete. Ejemplo : Simpson WA, BOAX y BOAX-II.
• Anclajes autoblocantes :  Los anclajes autoblocantes se fijan básicamente mediante un enclavamiento mecánico garantizado por la creación de una cámara en el hormigón. Dicha cámara se forma: con la ayuda de una broca especial, tras la perforación del agujero cilíndrico y antes de colocar el anclaje y con la ayuda del propio anclaje, durante su colocación en el agujero cilíndrico. Ejemplo : Simpson CA.

El anclaje químico no requiere ningún tipo de expansión para fijarse, por lo que el cono de tensión únicamente aparecerá cuando se apliquen las cargas.

• Anclajes adhesivos : Los anclajes adhesivos se fijan al material de soporte pegando los elementos metálicos a la pared del agujero por medio de una resina. Los esfuerzos de tracción se transmiten mediante tensiones de adhesión entre los elementos metálicos y la resina existente en el agujero perforado. Ejemplo : Simpson AT HP, POLY GP, XP y KLP.

Aspectos especÍficos del anclaje químico

Sistema bicomponente

El adhesivo químico se comercializa en forma de cartuchos de dos compartimentos (para la resina y el agente endurecedor).
La relación de mezcla es de 10 partes de resina por cada parte de agente endurecedor (resinas POLY-GP™ y AT-HP™) o unaparte de resina por cada parte de agente endurecedor (resina SET-XP™).

El producto se mezcla mediante una boquilla que se fija al extremo del cartucho. La mezcla de los dos componentes provoca una reacción química, rápida en el caso de las resinas POLY-GP™ y AT-HP™ y más lenta en el de la resina SET-XP™ (acompañada de un aumento de temperatura importante).
Dicha mezcla conlleva un proceso de endurecimiento que puede resultar más o menos rápido (aprox. 7 min a 20 °C para la resina AT-HP™). De esta forma, el anclaje se produce debido a la adhesión de la varilla (o la varilla de hierro para hormigón) al material de soporte.

Ventajas técnicas

El adhesivo químico no genera ninguna tensión de compresión sobre el material de soporte. Por este motivo, al no existir tensiones sobre el material de soporte, pueden reducirse las distancias entre centros y pueden colocarse fijaciones cerca de los bordes de las losas.

Las prestaciones técnicas no son el único parámetro que determina la calidad de un anclaje químico

• Olor : Las resinas POLY-GP™ y AT-HP™ presentan un olor poco intenso.
• Colores : Piedra (para utilizar la resina POLY-GP™ en piedra moleña) y gris (para utilizar la resina AT-HP™ en hormigón).
• Facilidad de extrusión : Comodidad del sistema de aplicación y productividad (resinas POLY-GP™ y AT-HP™).
• Tiempo de curado : Muy rápido en el caso de la resina POLY-GP™.
• Idoneidad técnica : Existen dos documentos DITE/ETA para la resina AT-HP™ (para la fijación y la colocación de varillas de hierro para hormigón).
• Limpieza : Tanto la resina AT-HP™ como la POLY GP™ son productos no inflamables.
• Comportamiento en ambientes específicos : La resina SET-XP™ resulta estable en todo tipo de condiciones (calor extremo, humedad, etc.).

Aplicaciones

El anclaje químico es una solución enormemente polivalente, ya que una misma resina permite fijar tanto materiales huecos como macizos y soportar cargas ligeras o pesadas:

• ANCLAJE (POLY-GP™, AT-HP™ Y SET-XP™) : Anclaje de varillas roscadas a un material de soporte para montar a continuación algún elemento.
• COLOCACIÓN DE VARILLAS DE HIERRO PARA HORMIGÓN (AT-HP™) : Anclaje de varillas de hierro al hormigón para generar continuidad en una estructura de hormigón armado.

Para elegir un anclaje adecuado y garnatizar su correcto instalación deben tenerse en cuento cuatro parámetros