Anclaje/Solape de barras corrugadas con resina. Parte 2 de 2


Continuación del artículo de Anclaje y Solape de barras corrugadas con resina parte 1. donde se describían las soluciones para en anclaje de barras corrugadas en vertical y en horizontal.

3.  Placas

Otras de las soluciones comunes de ver en obra, es la ejecución del anclaje de los pernos de placas, tanto verticales como horizontales.

En todos los casos, los corrugados ejecutados con resina a posteriori serán dimensionado como corrugados embebido en prolongación recta. En todos los casos, dicha barra deberá cumplir todo lo solicitado en norma en referencia a recubrimientos, separación entre barras, etc.

Adicionalmente, se deberá asegurar los siguientes datos adicionales:

  • Para prevenir el daño en el hormigón durante el proceso de taladro, un recubrimiento mínimo cmin del corrugado a instalar debe estar asegurado, dependiendo de la longitud de empotramiento lv:
      • cmin = 30 + 0.06lv ≥ 2ds (mm) para taladro con broca , siendo ds = diámetro de barra
      • cmin = 50 + 0.08lv ≥ 2ds(mm) para taladro con aire comprimido
    • Los factores 0.06 y 0.08 tienen en consideración posibles desviaciones durante el proceso de taladro. Este  valor puede ser reducido si se utilizan dispositivos especiales que garanticen la estabilidad del sistema de taladro.
  •  Separación  mínima entre barras, a = 40 mm ≥4ds

Para tener en cuenta diferentes comportamientos de los corrugados instalados a posteriori y de corrugados embebidos en hormigón fisurado, en general, la longitud de empotramiento lb,min y l0,min definidos en el EC2 para  anclajes y solapes, debe ser aumentada con un factor de 1.5. Este aumento puede ser despreciado si se prueba que la tensión de adherencia del corrugado instalado a posteriori y la tensión de adherencia del corrugado embebido en hormigón fisurado (w = 0,3 mm) son similares. En este caso, la influencia de la apertura de fisura puede ser despreciada una vez que, existiendo varios corrugados, no todos estarán situados en la fisura longitudinal.

Dichos datos han sido obtenidos del “Informe Técnico de la EOTA-TR023 (Assesment of post-installed rebar connections)”

Según lo comentado, y siguiendo las indicaciones del CTE y las recomendaciones de dicho informe, podemos extraer del  Informe Técnico de la EOTA – TR 023 (“Assessment of post-installed rebar connections”) que se establece un método para calificar las resinas de acuerdo con el EC2. Las resinas químicas deben obedecer a un diagrama-escalera para diferentes clases de resistencia del hormigón (Figura 1). Los ensayos realizados de acuerdo con el TR 023 demuestran que resinas químicas pueden desarrollar los mismos valores de cálculo de tensión de adherencia y con los mismos coeficientes de seguridad que los corrugados embebidos. Estos valores son válidos para las condiciones mas desfavorables de instalación: recubrimiento mínimo, separación mínima entre barras y armadura trasversal mínima.

Figura 1. Resinas químicas sin limitaciones según la EOTA TR023

Figura 1. Resinas químicas sin limitaciones según la EOTA TR023

En la Figura 1 se presenta la comparativa entre la tensión de adherencia mínima fbm (eje de las ordenadas) que las resinas químicas deben lograr para que, según el EOTA TR 023, sean equivalentes a los valores de fbd (eje de las abcisas).

Una homologación ETA (European Technical Approval) según la EOTA TR023 permite un dimensionamiento según al EC2. Están, sin embargo, excluidos los dimensionamientos sujetos a la acción del fuego y solicitaciones bajo cargas dinámicas (cargas cíclicas, sísmicas, etc.).

Ejecución del Taladro

No quiero pasar esta ocasión para comentar el procedimiento de ejecución del taladro. En el mercado, se dispone de varios tipos de maquinaria para la ejecución de los taladros, por un lado el taladro manual de toda la vida con broca, y por otro los taladros de perforación con corona refrigeradas con agua. El uso de ambas es muy particular y se debe mencionar. El primero es el comúnmente usado en todas las obras, en la que la ejecución del taladro se ejecuta sin afectar a la armadura existente. En cambio, la de corona, presenta el inconveniente de que en la perforación elimina tanto hormigón como armadura en el corte, por lo que su uso debe estar reducido a casos puntuales. También indicar, que las profundidades de alcance de la
perforación de la de agua es muy superior al taladro manual que tiene muy limitada su profundidad.

En todos los casos, entendemos muy necesario, por no decir imprescindible, la ejecución de dichos trabajos por personal cualificado y formado,  ya que en la mayoría de los casos en los que se usa el enresinado de barras a posteriori, su correcta ejecución en cuanto a diámetro de apertura, profundidad, cantidad de resina a introducir, y colocación del corrugado, es vital para su funcionamiento.

Capacidad de carga

La capacidad de carga de un corrugado instalado a posteriori depende, en primer lugar, de las características del hormigón y de los modos de fallo (rotura) aplicables al tipo de unión. Podrán considerarse cuatro modos de fallo que deberán analizarse en función del modelo que consideramos: fallo por acero, fallo por cono de hormigón, fallo por adherencia (adherencia entre el corrugado/resina y resina/hormigón) y fallo por fisuración (“splitting”).

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Fallo por acero. El fallo por acero ocurre cuando la tensión instalada en el corrugado sobrepasa el límite elástico del mismo. Este valor está directamente ligado a la clase del acero (limite elástico) y a la sección de la barra.
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Rotura por cono de hormigón. Este modo de fallo podrá ocurrir en los casos de anclajes traccionados, ya que el hormigón presenta una resistencia a tracción reducida: al solicitar este material con tensiones de tracción se desarrolla una superficie de rotura con una forma cónica, de ahí, el nombre del modo de fallo.
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Interacción de modos de fallo adherencia “pull-out” y fisuración “splitting”. La trasferencia de esfuerzos de las barras corrugadas al hormigón, se hace a través del apoyo de las corrugas contra el hormigón. Se asume que la fuerza de reacción en el hormigón forma una biela de compresión con un ángulo de 45º. Las fuerzas de fisuración resultantes son perpendiculares a la barra,  y están controladas por el recubrimiento de hormigón, separación entre barras, y armaduras de refuerzo transversal.

Si el confinamiento de la barra corrugada es suficiente para prevenir la fisuración del hormigón, el fallo de la unión se da por el fallo de la barra en estado límite último.

Si, por otro lado, las grietas radiales se propagan a lo largo del recubrimiento, el fallo por fisuración es decisivo. En este caso, la tensión de adherencia máxima está controlada por la resistencia a tracción del hormigón. El mecanismo de transferencia de esfuerzos en barras corrugadas a posteriori es similar a la de los corrugados embebidos. La eficiencia de la adherencia depende de la tensión de adherencia de la resina en oposición a los esfuerzos próximos a las corrugas y de la capacidad de transferencia de esfuerzos en el interfaz de las paredes del taladro. En muchos casos, los valores de tensión de adherencia de corrugados instalados a posteriori son mas elevados que los de los corrugados embebidos, debido a la performance de la resina química, no solamente porque su capacidad de adherencia es superior a la del hormigón sino también porque tiene más facilidad en envolver toda la superficie de la barra y del hormigón circundante.

Para distancias a borde pequeñas y/o separación entre barras reducidas, las fuerzas de fisuración son decisivas, una vez más porque la resistencia a tracción del hormigón es baja.

Errores de ejecución a evitar

A parte de los indicados, los errores más frecuentes que hemos observado en la utilización de anclajes con resina son solo siguientes:

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Taladro horizontal. En éste caso, la aplicación de la resina es muy complicada ya que el recubrimiento de la barra es parcial y hay gran probabilidad de que el anclaje quede suelto.
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Taladro sin limpiar. Si no se procede a la limpieza del taladro con aire comprimido introduciendo la boquilla hasta el fondo para expulsar el polvo del taladro, y a una posterior limpieza con agua para eliminar el polvo, la adherencia de la resina con las pareces será muy reducida y además, posiblemente no alcance la totalidad del taladro.
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Taladro muy cerca del borde de hormigón Es muy frecuente que al colocar la placa de anclaje en un pilar o en un muro después de construidos, al hacer los taladros para la colocación de los pernos se realicen fuera de la armadura, dando lugar a un anclaje falso, de muy poca resistencia y rotura.

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Artículo publicado en la Revista Especializada Zuncho. Autor del artículo Daniel Bianchi.

Sobre 

Ing. Caminos, Canales y Puertos | Experto en Dirección de Obra | Genera Ingeniería y Arquitectura.

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