Tipos/propiedades e instalación de anclajes de alta resistencia

Los anclajes de alta resistencia son una forma especializada de anclajes metálicos. Su capacidad de carga es casi ilimitada en la interacción del sistema empleado y el sustrato compatible. Los anclajes de alta resistencia con una enorme capacidad de carga se utilizan en entornos industriales, como la construcción de máquinas. En el siguiente artículo se proporciona información sobre los diferentes tipos de anclajes de alta resistencia, sus usos y métodos de sujeción.

¿Cuáles son los tipos de pernos de anclaje?

Los anclajes de alta resistencia se pueden categorizar en función de diversos criterios. En general, se puede distinguir entre sistemas mecánicos y químicos. Si también se tiene en cuenta el principio básico de anclaje, es decir, cómo se integran los anclajes en un material de construcción. Existen tres principios de anclaje distintos según su funcionamiento: Bloqueo por fricción, por excavado y por adhesión.

Anclajes según el principio de bloqueo por fricción

Este tipo de anclaje expande los componentes individuales del anclaje, lo que presiona estos componentes contra la pared del orificio y asegura el anclaje del perno en el orificio. Sin embargo, en materiales de construcción como el hormigón, la acción de expansión no desplaza el material. La capacidad de carga del anclaje del perno se genera por la fuerza de fricción estática entre el anclaje del perno y la pared del orificio. El anclaje del perno se mantiene por fricción, de ahí el nombre de bloqueo por fricción.

La acción de expansión se puede diferenciar aún más entre la controlada por par y la controlada por trayectoria. Los pernos de anclaje expandidos por par incluyen, por ejemplo, anclajes de expansión y anclajes de perno. En dichos pernos de anclaje, se aprieta una tuerca a un par predefinido utilizando destornilladores dinamométricos o llaves dinamométricas para expandir completamente la camisa de expansión.

Los anclajes de clavo o de techo, por su parte, se encuentran entre los anclajes con una acción de expansión controlada por trayectoria. En este tipo de acción de expansión, el cono del anclaje de clavo se introduce con una herramienta de expansión hasta que la camisa del anclaje se expande correctamente dentro del orificio.

Anclaje según el principio de excavación

Además de los anclajes de expansión y los anclajes de pernos, también hay otras opciones de anclaje, como anclajes de minado o tornillos de perno, que actúan de acuerdo con el principio de excavado. Para los anclajes de expansión es necesario preperforar el orificio. El orificio de perforación está abocinado en su base, lo que crea el llamado minado. El anclaje de minado se ancla al suelo mediante una herramienta especial para empujar un manguito de expansión sobre un cono interno y, por tanto, expandirlo, o enroscando un tornillo y empujando el anclaje de minado en el orificio socavado. En los llamados tornillos o anclajes de tornillo para hormigón, se crea una rosca interna en el hormigón durante el atornillado, lo que logra una fijación estable mediante excavación.

Los anclajes por minado se distinguen en anclajes controlados por par y por trayectoria, donde los anclajes por minado se controlan por trayectoria y los tornillos para hormigón son anclajes controlados por par.

Anclaje según el principio de bloqueo por adhesión

Los anclajes por expansión y los anclajes por minado se sujetan al material de construcción mediante el principio de bloqueo por fricción o enclavamiento. Por el contrario, los denominados anclajes compuestos, o anclajes químicos, funcionan según un bloqueo por adhesión. Un bloqueo por adhesión genera una unión permanente de sustancias entre el anclaje y el material de construcción. Esto requiere un material reactivo.

Para los anclajes compuestos, hay dos métodos: el método de inyección y el método de cartucho. El método de inyección implica inyectar un material reactivo de curado químico en el orificio perforado limpio mediante el uso de un cartucho, y seguidamente insertar el anclaje mezclado en este compuesto. Los sistemas de cartuchos se utilizan normalmente cuando se trata de asegurar cargas pesadas. El material reactivo multicomponente está contenido en cartuchos de vidrio que se insertan en el orificio de perforación. El perno de anclaje se golpea o se enrosca, lo que hace que el cartucho se rompa y el material reactivo liberado llene la cavidad del orificio de perforación.

Ventajas de los diferentes tipos de anclaje

Los anclajes por expansión y los anclajes de pernos son muy fáciles de instalar; normalmente no se requieren herramientas de ajuste. Por el contrario, los anclajes de clavo requieren una herramienta de colocación especial, pero esto también garantiza una instalación más eficaz. Los anclajes de clavo y los anclajes de techo son especialmente adecuados para el montaje aéreo. Los anclajes de clavo con collar o reborde en el taco de anclaje también tienen la ventaja de que no pueden deslizarse más profundamente en el orificio de perforación debido al tope. En comparación con los anclajes químicos, los anclajes de expansión pueden someterse a cargas inmediatamente después de la instalación, ya que no se requieren tiempos de curado.

Los anclajes por excavación tienen una capacidad de carga muy alta y, por lo tanto, son ideales para absorber cargas extremadamente altas. Los tornillos para hormigón están disponibles en una variedad de formas de cabeza, lo que los hace adecuados para diferentes aplicaciones. En comparación con los anclajes por expansión, los anclajes por excavación y los tornillos de hormigón no tienen fuerzas de dispersión. Su ventaja es que normalmente se pueden desmontar después.

Los anclajes químicos también tienen una mayor capacidad de carga en comparación con los anclajes por expansión. Se puede lograr un espaciado más estrecho, ya que los anclajes químicos tampoco tienen fuerzas de dispersión. Los anclajes químicos también tienen una función de sellado, que evita que la humedad entre en el material de construcción.

Métodos de instalación de los pernos de anclaje

Los pernos de alta resistencia se pueden montar de diversas maneras. Existen tres métodos diferentes:

• Instalación prefijada: La instalación prefijada implica, en primer lugar, el posicionamiento previo del espárrago de alta resistencia antes de fijar el componente real. El taco de anclaje debe introducirse completamente en el sustrato para utilizar toda la capacidad de carga a cortante. Algunos anclajes de alta resistencia tienen marcas de profundidad de colocación especiales para facilitar la instalación.

• Instalación a través: La instalación a través implica la creación del orificio de perforación a través del componente que se va a sujetar. El componente se coloca en el suelo. Una vez preparados los orificios de perforación, el anclaje de alta resistencia se instala en el suelo a través del componente.

• Instalación del espaciador: La instalación del espaciador implica la creación de un orificio de perforación en un primer paso, seguido de la fijación del componente a un perno de alta resistencia que sobresale a cierta distancia del suelo. En este tipo de instalación, los anclajes de alta resistencia también absorben una carga de flexión además de fuerzas de compresión, fuerzas de tracción y fuerzas transversales.

Otras instrucciones de instalación importantes

Para seleccionar e instalar anclajes de alta resistencia, deben tenerse en cuenta otros factores además del principio operativo y el procedimiento de montaje, como la selección del material para los anclajes, la dirección de carga, la preparación y limpieza del orificio de perforación, la aplicación del par correcto, la selección de las distancias de los bordes y el espaciado de la instalación, y la selección del área de sujeción.

Selección del material de anclaje

Los pernos de anclaje se pueden asegurar en una variedad de sustratos, como sólidos, materiales de construcción huecos o materiales de construcción ligeros. Los anclajes de alta resistencia se utilizan principalmente en mampostería y hormigón, y los requisitos para los pernos de anclaje varían según los materiales de construcción del suelo.

El hormigón es un sustrato ideal para anclajes de alta resistencia. Está estandarizado y, por lo tanto, es reproducible. El hormigón tiene una alta resistencia a la compresión y, por lo tanto, es un material de construcción popular en instalaciones industriales, salas, etc. Otro criterio importante a la hora de seleccionar el accesorio de alta resistencia es si el hormigón está fisurado o no. Dado que el hormigón tiene una resistencia a la tracción muy baja, pueden producirse grietas incluso con bajas tensiones de tracción. Para hormigón fisurado, solo se pueden utilizar anclajes clasificados como compatibles con hormigón fisurado. Por ejemplo, los pernos de anclaje adecuados para ello tienen una característica de expansión secundaria o roscas especiales que garantizan una sujeción segura.

Consideración de la dirección de carga

La dirección de carga es otro factor que debe tenerse en cuenta para seleccionar el anclaje de alta resistencia adecuado. Los objetos pueden ejercer cargas de cizallamiento, es decir, cargas perpendiculares al perno de anclaje, o cargas de tracción paralelas al perno de anclaje. Los anclajes de alta resistencia montados en paredes suelen estar sujetos a cargas de cizallamiento y a cargas de tracción, mientras que los pernos de anclaje en techos deben soportar principalmente fuerzas de tracción.

Preparación y limpieza del orificio de perforación

Para garantizar el correcto funcionamiento de los anclajes de alta resistencia, deben observarse las especificaciones para los diámetros de los orificios de perforación y las profundidades de los orificios perforados. La limpieza de los orificios de perforación es una parte igualmente importante del proceso. Si no se retiran, los fragmentos y virutas de la broca quedarán atrapados entre el perno de anclaje y la pared del orificio de perforación, lo que reducirá la funcionalidad del perno de anclaje. Para limpiar los orificios se recomiendan diversos accesorios, como cepillos o sopladores.

Aplicación del par adecuado

Hay pares de torsión especificados para cada anclaje controlado por par de alta resistencia. Si se aplica demasiado par, las piezas roscadas están sobrecargadas y la presión de expansión en el sustrato aumenta. Por lo tanto, es muy importante observar el par definido utilizando llaves de par calibradas.

Consideración de las distancias del borde y las distancias del eje

Los anclajes de expansión y los anclajes de pernos se fijan mediante bloqueo por fricción. Cuanto mayor sea la expansión del manguito de expansión, mayor debe ser el espaciado entre cada anclaje de expansión. Si el espaciado es demasiado pequeño, no hay suficiente superficie para absorber las cargas y la presión de expansión, lo que puede dañar el sustrato de instalación. Dado que los anclajes químicos no desarrollan fuerzas de expansión, son especialmente adecuados para aplicaciones con un área disponible limitada.

Selección del rango de sujeción

Los anclajes de alta resistencia con grandes áreas de sujeción suelen ser adecuados para cargas más pesadas porque permiten un anclaje más profundo debido a su mayor área de contacto, lo que traduce en un mejor uso de la capacidad de carga del sustrato.

Aplicaciones y ejemplos de aplicación

Los anclajes de alta resistencia, como su nombre indica, soportan una capacidad de carga excepcionalmente alta. Los ingenieros mecánicos e industriales los utilizan, por ejemplo, para fijar al suelo estanterías altas, estanterías para cargas pesadas, máquinas o aplicaciones de transporte.

Los anclajes químicos son adecuados para el anclaje sin expansión en hormigón fisurado y no fisurado, y también en mampostería. El siguiente ejemplo de aplicación muestra un estante de alta resistencia asegurado con anclajes químicos.

(1): Taladre orificios con el diámetro y la profundidad especificados.

(2): Retire los residuos de la broca del interior de los orificios perforados. Utilice un cepillo o un soplador para ello.

(3): Inserte el cartucho con mortero adhesivo en los orificios de perforación hasta que el cartucho toque fondo.

(4): Utilice una broca de impacto para martillar el perno de anclaje hasta que llegue a la parte inferior del orificio.

(5): Deje curar.

(6): Después del curado, instale las arandelas y apriete las tuercas; el acoplamiento ya está completo.

¿Cómo se retiran los anclajes de alta resistencia?

Los pernos de expansión y los anclajes de pernos no se pueden retirar, ya que el separador los ancla irrecuperablemente en el material de construcción. Los anclajes excavados y los tornillos de hormigón no se expanden y, por lo tanto, normalmente se pueden retirar sin dañar el hormigón. Sin embargo, los tornillos de hormigón ya no se pueden utilizar después de retirarlos, ya que las roscas se desgastarán a medida que se enrosquen y es posible que ya no proporcionen una sujeción segura en el suelo si se vuelven a instalar. Los anclajes químicos, por el contrario, forman una unión no liberable con el material de construcción. La retirada de anclajes químicos requiere un esfuerzo considerable y provocaría daños significativos en el material de construcción.