ES2297763T3 - Sistema de anclaje con el empleo de una barra de anclaje. - Google Patents

Abstract

Sistema de anclaje con una barra de anclaje (2) que, mediante un mortero (3), está anclada dentro de un taladro de perforación (4), realizado en una base de anclaje agrietada (5); sistema este que está caracterizado porque la barra de anclaje (2) comprende - como zona para el anclaje - una rosca normalizada y/ó un moleteado y/ó el perfil de una barra de armadura y/ó siendo la proporción entre el diámetro exterior más pequeño y el diámetro exterior mayor dentro de la zona de anclaje de la barra de anclaje (2) entre 0,8 y 1,0, sobre todo entre 0,85 y 0,95; así como caracterizado porque están cumplidas las condiciones siguientes: (Ver fórmula) así como (Ver fórmula)

Description

Sistema de anclaje con el empleo de una barra de anclaje.

La presente invención se refiere a un sistema de anclaje, con las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación de patente 1), como asimismo se refiere al empleo de una barra de anclaje, con las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación de patente 7).

Son ya conocidos los sistemas de anclaje en los cuales una barra de anclaje se encuentra anclada, mediante un mortero, dentro de un taladro de perforación, realizado en una base de anclaje. La base de anclaje puede ser, por ejemplo, una obra de mampostería ó la parte de una obra ó bien una obra, hechas de hormigón. El término "taladro de perforación" ha de ser entendido, por regla general, como un agujero en la base de anclaje, con independencia de la forma de realización del mismo. Como mortero son empleados muchas veces los morteros de resina artificial, de uno ó varios componentes. En este caso, por el término "mortero" han de ser entendidas, por lo general, unas masas de tipo endurecible. En la barra de anclaje, una vez anclada la misma en la base de anclaje, puede ser fijado un objeto. Para un anclaje, con aptitud para el agrietamiento, son necesarias unas barras de anclaje especiales. Por "aptitud para el agrietamiento" ha de ser entendida aquí la aptitud para un posible ensanchamiento del taladro de perforación en relación con la formación de grietas en la base de anclaje. Las grietas se pueden formar sobre todo dentro de una zona de fuerza de tracción de la base de anclaje, es decir, en la cara inferior de un techo, de un puente ó de una viga. Para esta finalidad de uso son conocidas unas barras de anclaje que poseen - dentro de un tramo de anclaje - un determinado número de conos truncados, dispuestos uno detrás del otro y en el sentido axial.

Este tramo de anclaje de la barra de anclaje es aquél tramo de la barra, el que se encuentra dentro del taladro de perforación y el cual está rodeado por el mortero. Los conos truncados forman, con preferencia, unas partes componentes de la barra de anclaje, las cuales constituyen una misma pieza, tanto entre si como con la barra de anclaje. Durante una solicitación de la barra de anclaje por fuera de tracción, y con un ensanchamiento del taladro de perforación, la barra de anclaje se sale axialmente - por un tramo corto - del taladro de perforación, y la misma desplaza con ello los conos truncados, que actúan como unos cuerpos de expansión que empujan hacia fuera el mortero, que rodea los mismos. El mortero es ensanchado ó expandido, de tal manera que la barra de anclaje puede permanecer dentro de la base de anclaje. Un dispositivo de anclaje es considerado aquí como apto para el agrietamiento si la carga límite de fallo, que puede ser conseguida en la agrietada base de anclaje (grieta de 0,5 mm), es de por lo menos el 80% de la carga, a la que el dispositivo de anclaje falla con la base de anclaje sin grietas; a este efecto, las normas de ensayo exigen el criterio del 80% en parte solamente en relación con una comparación entre el fallo con una grieta de 0,5 mm y el fallo con una grieta de 0,3 mm.

La presente invención tiene el objeto de proponer un dispositivo ó sistema de anclaje con mortero, el que sea apto para un agrietamiento y el cual no precise de ninguna barra de anclaje especial.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de las características de la reivindicación de patente 1) así como de la reivindicación de patente 8). El sistema de anclaje de la presente invención cumple con las dos condiciones siguientes.

1

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así como

2

Para un anclaje con mortero, el taladro de perforación es realizado con un diámetro que, por regla general, es 2 mms. mayor que el diámetro de la barra de anclaje. El valor límite superior de 0,85 de la condición (II), arriba indicada, es conseguido - en el caso de un diámetro de la barra de anclaje de, por ejemplo, 12 mms. - con un taladro de perforación, cuyo diámetro es aproximadamente 2 mms. mayor. Por consiguiente, la enseñanza de la presente invención conduce a realizar el taladro de perforación con un diámetro, que es mayor que el diámetro normalmente empleado (el valor límite superior de la condición (II), anteriormente indicada produce el diámetro más pequeño del taladro de perforación dentro de la zona, a la cual se refiere la condición (II), es decir, conduce a prever un mayor espacio entre la barra de anclaje y la pared de un taladro de perforación. Aunque normalmente podría ser supuesto que la más reducida rendija posible - es decir, el más pequeño hueco posible entre la barra de anclaje y la pared del taladro de perforación - pudieran dar unos mejores valores para el anclaje, habida cuenta de que el mortero, como el elemento más débil del sistema de anclaje ha de puentear solamente un reducido intersticio de una manera sorprendente, sin embargo, se ha puesto de manifiesto que, por lo menos a efectos de una aptitud para el agrietamiento, son más, convenientes un mayor hueco entre la barra de anclaje y la pared del taladro de perforación, es decir, un mayor diámetro del taladro de perforación con un diámetro dado de la barra de anclaje, dado que los mismos surten el efecto de una mayor carga de fallo.

Sin embargo, no es suficiente incrementar solamente el diámetro del taladro de perforación, toda vez que también la resistencia del mortero es de importancia para el anclaje. En la condición (1) anteriormente indicada, la resistencia del mortero ha sido tenida en consideración con la tensión compound ó tensión compuesta. En el caso de producirse un fallo, la tensión compuesta (en N/mm^{2}) es la fuerza que, por superficie, es ejercida por la barra de anclaje sobre el mortero, a la que el mortero se parte a las condiciones aquí indicadas (sobre todo diámetro de la barra de anclaje dividido por diámetro del taladro de perforación). Esta tensión es medida con la base de anclaje sin grietas. La tensión compuesta no es una constante del material, la cual depende exclusivamente del mortero, sin la misma también está en función del diámetro del taladro de perforación y de la profundidad del anclaje. La tensión compuesta es calculada según la fórmula

3

Por consiguiente, el término dentro del denominador corresponde a la llamada superficie compuesta. Se ha puesto de manifiesto que, al ser cumplidas las condiciones mencionadas, el sistema de anclaje es apto para el agrietamiento. A este efecto, el criterio de la aptitud para el agrietamiento consiste en que la barra de anclaje ha de absorber - cun una base de anclaje agrietada - por lo menos el 80% de la carga que la misma pueda absorber con la base de anclaje sin grietas antes de que este sistema de anclaje falle, normalmente a causa del agrietamiento del mortero. En este caso, la base del anclaje es normalmente de hormigón que en el supuesto de un agrietamiento, tiene una grieta de 0,5 mms, la cual atraviesa el taladro de perforación. De este modo, el taladro de perforación queda ensanchado en 0,5 mms., de forma vertical a un plano central longitudinal.

El sistema de anclaje de la presente invención tiene la ventaja de que el mismo no exige ninguna barra de anclaje especial para un anclaje con aptitud para el agrietamiento.

De forma preferente, el valor de la condición (I) ha de ser mayor, y el mismo es de aproximadamente 17 hasta 20, en lugar de por lo menos 14. También está delimitada la zona de la condición (II), arriba indicada, para la cual es elegido un valor límite superior de aproximadamente 0,7 en lugar de 0,85. Se quisiera aquí recordar una vez más que un valor límite superior más pequeño para la condición (II) conduce a un mayor diámetro del taladro de perforación, con un diámetro dado para la barra de anclaje. El hueco mínimo entre la barra de anclaje y la pared del taladro de perforación queda aumentado por la aquí indicada reducción de la zona.

Según una preferida forma de realización de la presente invención es así, que la tensión compuesta es de por lo menos 6 N/mm^{2}, con preferencia es de 10 N/mm^{2} con independencia de la condición (I) que, de forma preferente, ha de ser cumplida también. La elevada tensión compuesta es decisiva en la medida en la que por el empleo de unas barras de anclaje más sencillas - e independientemente del cumplimiento de las condiciones (I) y (II) - en una agrietada base de anclaje ya se consiguen unos valores de sujeción claramente mejores como éstos podrían ser esperados según el estado de la técnica (Véase el libro de Eligehausen, Mallée: Befestigungstechnik im beton- und Mauerwerkbau - Técnica de fijación en las obras de hormigón y mamposterías, Editorial Ernst & Sohn, 2000, sobre todo las páginas 182 - 185). De este modo, resulta que en los ensayos a unas elevadas tensiones compuestas, sobre todo de más de 10 N/mm^{2}, se ha mostrado - con independencia del diámetro del taladro de perforación - una caída inesperadamente más reducida en el rendimiento en un hormigón agrieteado, en comparación con el hormigón sin grietas. En este caso, por "barras de anclaje sencillas" se han de entender aquellas barras de anclaje, que puedan ser fabricadas con unos sencillos procedimientos de fabricación, sobre todo mediante unas técnicas de conformación.

En la mayoría de los casos, estas barras de anclaje tienen - en contraposición a las barras de anclaje especiales, que están provistas de unos conos - un grado de conformación que es claramente más reducido y, dentro de la zona del anclaje, las mismas tienen una relación de 0,8 hasta 1, sobre todo de 0,85 hasta 0,95, entre el diámetro exterior más pequeño y el diámetro exterior mayor. Por "zona de anclaje" se ha de entender aquí aquella parte de la barra de anclaje, dentro de la cual son transmitidas principalmente las fuerzas desde la barra de anclaje sobre el mortero endurecido. Por consiguiente, y con independencia de las condiciones (I) y (II), de una manera sorprendente ya pueden ser conseguidos - por ejemplo con unas barras de rosca normalizadas - unos muy buenos valores de sujeción dentro de una base de anclaje agrieteada, lo cual se ha considerado hasta ahora como imposible. A través del cumplimiento de las condiciones (I) y (II), este comportamiento puede ser mejorado aún.

Como barra de anclaje puede ser emplea, en principio, cualquier barra de anclaje normal; sin embargo, la misma preferentemente no ha de ser de una pared lisa, sino debe tener, un perfil. A título de ejemplo, una barra de armadura como, por ejemplo, una gavilla corrugada de tipo Dywidag. También una varilla roscada representa una varilla de perfil, apropiada como varilla de anclaje para el sistema de anclaje de la presente invención.

A efectos del centraje de la barra de anclaje hasta el endurecimiento del mortero dentro del taladro de perforación, resulta que una forma de realización de la presente invención tiene previsto un elemento de centraje. En este caso se puede tratar, por ejemplo, de una pieza de material plástico con unos nervios elásticos, que centran la barra de anclaje por el interior del taladro de perforación. Sobre la barra de anclaje también puede ser colocado un casquillo de material plástico, que efectúa el centraje de la barra de anclaje dentro de una desembocadura del taladro de perforación. El elemento de centraje puede estar previamente montado en la barra de anclaje, y el mismo puede constituir una marca para la profundidad de colocación ó bien un tope de limitación de profundidad. El elemento de centraje asegura una distancia entre la barra de anclaje y la pared del taladro de perforación, la cual es invariable por toda la circunferencia de la barra, y este elemento surte con ello el efecto de una carga uniforme para el mortero, lo cual constituye una condición previa para una elevada fuerza de anclaje.

Según una ampliación de la forma de realización de la presente invención es así, que por el extremo delantero de la barra de anclaje está previsto un filo cortante. Este filo cortante puede estar colocado ó atornillado sobre la varilla de anclaje. El filo cortante está previsto para el caso de ser introducido en el taladro de perforación un cartucho de mortero, que queda destruido por la entrada de la varilla de anclaje en el taladro de perforación. La punta cónica de la varilla de anclaje facilita la desctrucción del cartucho de mortero y tiene por efecto una distribución uniforme del mortero dentro del taladro de perforación, como asimismo mejora la mezcla íntima entre los componentes del mortero. En este caso, el término "filo cortante" ha de ser considerado más bien como una función, en lugar de un término geométrico.

A continuación, la presente invención es explicada con más detalles a través de un ejemplo de realización, que está representado en el plano adjunto. La Figura única del mismo muestra la vista de sección axial de un dispositivo ó sistema de anclaje según la presente invención.

El sistema de anclaje 1 de la presente invención, el cual está indicado en el plano adjunto, posee una varilla de anclaje 2 que - mediante el mortero 3, que ha sido introducido en el taladro de perforación 4 - se encuentra anclada dentro de una base de anclaje 5. Como tal barra de anclaje es empleada aquí una varilla roscada 2. La base de anclaje 5 se compone, por ejemplo, de hormigón. El mortero 3 es, de forma preferente, un mortero de dos componentes de resina artificial; no obstante, también pueden ser empleados otros morteros de resina artificial ó unos morteros de otro tipo, que cumplan con las condiciones de la presente invención y que tengan sobre todo una tensión compuesta lo suficientemente elevada.

Sobre la barra de anclaje 2 ha sido colocado un casquillo de material plástico 6, que realiza dos funciones: Durante la introducción de la barra de anclaje 2 en el taladro de perforación 4, resulta que este casquillo de material plástico 6, una vez colocado en la varilla de anclaje 2, es introducido a presión en una desembocadura del taladro de perforación 4, y el mismo mantiene la varilla de anclaje 2 de forma centrada dentro del taladro de perforación 4. De esta manera, el casquillo de material plástico 6 representa el elemento de centraje para la varilla de anclaje 2. El casquillo de material plástico constituye, además, una marca para la profundidad de colocación. El casquillo de material plástico constituye, además, una marca para la profundidad de colocación. El casquillo está colocado sobre la varilla de anclaje 2 en un lugar previamente determinada de la misma, y este casquillo se apoya - con una brida 7 en la desembocadura del taladro de perforación 4 - sobre la base de anclaje 5 para delimitar, de este modo, la profundidad de colocación de la varilla de anclaje 2. El casquillo de material plástico 6 puede comprender una abertura de salida para el mortero sobrante 3, la cual no ha sido indicada aquí.

Por el extremo delantero de la varilla de anclaje 2, el cual se encuentra dentro del taladro de perforación 4, está colocado ó atornillado un elemento de filo cortante 8. Este elemento de filo cortante 8 comprende un filo cortante 9
- ó incluso una punta - que se extienden de forma transversal ú oblicua con respecto al taladro de perforación 4. Como principio, el filo cortante 9 también puede estar realizado en el mismo extremo delantero de la barra de anclaje 2. Este filo cortante está previsto para la destrucción de un cartucho de mortero así como para mezclar íntimamente y distribuir, de una manera uniforme, los componentes del mortero dentro del taladro de perforación. Los cartuchos de mortero de esta clase - los cuales están hechos normalmente de vidrio y contienen de forma separada entre si, dos ó más componentes de mortero - ya son conocidos como tales, por lo que los mismos aquí no tienen que ser explicados expresamente. No obstante, el mortero 3 también puede ser introducido de otro modo en el taladro de perforación; por ejemplo, el mismo puede ser inyectado mediante una pistola inyectora. En este caso puede ser suprimido el elemento de filo cortante 8.

Según la presente invención, el mortero tiene una tensión compuesta de por lo menos 6 N/mm^{2}, en este caso, la tensión compuesta es la carga ó esfuerzo de ruptura - es decir, la fuerza de tracción, aplicada sobre la barra de anclaje 2, a la cual cede el mortero 3 - por unidad de superficie compuesta. Otras condiciones adicionales del sistema de anclaje 1 de la presente invención consisten en que el diámetro del taladro de perforación - dividido por el diámetro de la barra de anclaje y multiplicado por la tensión compuesta - ha de ser, como mínimo, 14, preferentemente entre 17 y 20. La proporción entre el diámetro de la barra de anclaje y el diámetro del taladro de perforación debe ser, como mínimo, de 0,4 y, como máximo, de 0,85, con preferencia de 0,7 como valor máximo. Unos ensayos (Véase más abajo) han puesto de manifiesto, que el sistema de anclaje 1 de la presente invención es apto para un agrietamiento al estar cumplida las condiciones arriba indicadas. Este dispositivo de anclaje 1 es considerado apto para el agrietamiento si la carga de ruptura del mismo es, dentro de la base de anclaje agrietada 5, por lo menos 80% de la carga de ruptura en una base de anclaje no agrietada 5; en este caso, la base de anclaje 5 está hecha de hormigón. La grieta es una grieta paralela que atraviesa el taladro de perforación 4 dentro de un plano axial y que tiene una anchura de grieta de 0,5 milímetro. El taladro de perforación 4 queda ensanchado de forma transversal a la grieta y por la misma anchura de la
grieta.

Los ensayos con una barra de anclaje 2 de un diámetro de M12, a una profundidad de anclaje de 95 milímetros y con una grieta paralela de una anchura de 0,5 mm., han aportado los valores indicados en la Tabla, relacionada a continuación.

Barra de anclaje: Barra roscada M12

Profundidad de anclaje: 95 mms.

Mortero: FIS EM 390 S

Grieta paralela de 0.5 mm.

4

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5

La Tabla refleja la tendencia de que unos mayores diámetros del taladro de perforación surten el efecto de una aptitud para el agrietamiento según los criterios arriba indicados. También la limpieza del taladro de perforación ejerce una influencia decisiva sobre el anclaje, tal como esto lo demuestra el último renglón de la Tabla. En este caso, el taladro de perforación ha sido limpiado dos veces con un soplador manual. En los ensayos restantes es así, que el taladro de perforación ha sido limpiado mejor mediante aire a presión y/ó con un cepillado, por lo cual la carga de ruptura ha sido incrementada de una manera considerable.

Claims (7)

1. Sistema de anclaje con una barra de anclaje (2) que, mediante un mortero (3), está anclada dentro de un taladro de perforación (4), realizado en una base de anclaje agrietada (5); sistema este que está caracterizado porque la barra de anclaje (2) comprende - como zona para el anclaje - una rosca normalizada y/ó un moleteado y/ó el perfil de una barra de armadura y/ó siendo la proporción entre el diámetro exterior más pequeño y el diámetro exterior mayor dentro de la zona de anclaje de la barra de anclaje (2) entre 0,8 y 1,0, sobre todo entre 0,85 y 0,95; así como caracterizado porque están cumplidas las condiciones siguientes:

6

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así como

7

\vskip1.000000\baselineskip

2. Sistema de anclaje conforme a la reivindicación 1) y caracterizada porque está cumplida la condición de

8

3. Sistema de anclaje conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque la tensión copound ó tensión compuesta es de \geq 10 N/mm^{2}.

4. Sistema de anclaje conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque la barra de anclaje (2) es una barra de perfil, sobre todo es una barra roscada.

5. Sistema de anclaje conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque el sistema de anclaje (1) comprende un elemento de centraje (6), que centra la barra de anclaje (2) dentro del taladro de perforación (4).

6. Sistema de anclaje conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque la barra de anclaje (2) comprende un filo cortante (9).

7. Empleo de una barra de anclaje (2) dentro de una base de anclaje agrietada (5), con un mortero y caracterizado porque:

La barra de anclaje (2) comprende - como zona para el anclaje - una rosca normalizada y/ó un moleteado y/ó el perfil de una barra de armadura y/ó siendo la proporción entre el diámetro exterior más pequeño y el diámetro exterior mayor dentro de la zona de anclaje de la barra de anclaje (2) entre 0,8 y 1,0 sobre todo entre 0,85 y 0,95; así como

La tensión compuesta es mayor de 5,6 N/mm^{2}, sobre todo es mayor de 10 N/mm^{2}.