¿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), lel 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 a 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_min) 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 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_min y C_min. 

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.

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 a_N comprendido entre 0° y 30°.
• F : Carga oblicua a_F comprendido entre 30° y 60°.
• V : Carga de cizalladura a_V 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 ETE, 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 γ_f = 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 h_ef 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

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 :

*Según la directriz ETAG 001

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.

Opción n°1: Hormigón fisurado y no fisurado

Opción n°7: ÚNICAMENTE hormigón no fisurado

Riesgos sísmicos

En Francia 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 sismo resistencia 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 sismo resistencia 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: anclaje químico (VT-HP) y fijación mecanica (BOAX-FMC).

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 parte de agente endurecedor (POLY-GP™, POLY-GPG™, VT-HP™), o una parte de resina por parte de agente endurecedor (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 POLY-GPG™, 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. 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.

Anclajes 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 : POLY-GPG™ y AT-HP™ presentan un olor poco intenso.
• Color : Piedra (para utilizar la resina POLY-GP™ y POLY-GPG™ en piedra moleña) y gris (para utilizar la resina VT-HP™ en hormigón).
• Facilidad de extrusión : Comodidad del sistema de aplicación y productividad: POLY-GP™, POLY-GPG™ y VT-HP™.
• Tiempo de curado : POLY-GP™, POLY-GPG™ son muy rápidas (- de 30 min a 20°).
• Idoneidad técnica : Existen tres documentos para la resina POLY-GPG™ (para la fijación y la colocación de varillas de hierro para hormigón).
• Limpieza : POLY-GP™, POLY-GPG™ y VT-HP™ 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™, POLY-GPG™, VT-HP™, SET-XP™) : Anclaje de varillas roscadas a un material de soporte para montar a continuación algún elemento.
• Colocación de varillas de hierro para hormigón (POLY-GPG™, AT-HP™, VT-HP™ et SET-XP™) : Anclaje de varillas de hierro al hormigón para generar continuidad en una estructura de hormigón armado.

Diferencia entre el anclaje mecánico y el anclaje químico

Anclaje mecánico

Tras su expansión o la aplicación de las cargas, el anclaje genera un esfuerzo sobre una zona de hormigón denominada “cono de tensión”. Al realizar el apriete se genera una compresión inicial y después de la aplicación de las cargas se produce una segunda compresión.

Anclaje químico

Para la fijación de esta clase de anclajes no se requiere ningún tipo de expansión. El “cono de tensión” se genera únicamente durante la aplicación de las cargas. Por tanto, el cono de arranque es más estrecho y eso permite trabajar con distancias más pequeñas entre centros y respecto a los bordes.

Aplicación de anclajes y resinas químicas

Padador

Montaje

Tras la aplicación del par de apriete, el cono asciende por el casquillo de expansión; eso provoca la rotura de los segmentos, que se abren y apoyan contra la pared, dando lugar a la adhesión por fricción al material de soporte. El anclaje se consigue por expansión mediante una operación de atornillado con par de apriete controlado, sin necesidad de usar herramientas específicas.

Tornillo

Montaje

Sujeción directa por atornillado a través de la pieza a fijar. Su rosca garantiza una excelente perforación y una penetración rápida en el material de soporte.

Anclajes de impacto

Montaje

El anclaje de impacto se coloca a través de la pieza a fijar y se expande por toda la longitud del agujero por fricción durante su montaje con la ayuda de un martillo. La forma de su cuello contribuye a sujetar la pieza. Si se va a montar en mampostería hueca, la expansión del anclaje debe producirse como mínimo en una de las paredes del material de soporte.

Anclajes de nailon

Montaje

Este anclaje posibilita una colocación rápida sobre y a través de la pieza a fijar. Las pestañas de bloqueo laterales consiguen una sujeción y un sellado perfectos en materiales huecos y macizos. 

Resinas químicas

Soporte macizo

Soporte hueco