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Artículo técnico

El uso de anclajes químicos en obras de construcción

Durante las actividades de una obra de construcción es muy común que surja la necesidad de ensamblar objetos metálicos, como varillas corrugadas o roscadas, barandas, pasamanos, perfiles, etcétera, en soportes de concreto. Empero, también se presentan situaciones en las cuales es menester reforzar o modificar estructuras como vigas, columnas, entre otras. En estas situaciones, una solución interesante y efectiva es la aplicación de los anclajes químicos.

El anclaje es considerado un sistema constructivo que trabaja como soporte y sujeción en la obra. Su uso dependerá de la capacidad de carga, la resistencia, el espesor del material base, el entorno, la resistencia al fuego, entre otros factores.

En términos generales, la instalación de los anclajes químicos se hace sobre estructuras de concreto con el propósito de unir un elemento a este material base y de transferirle la carga a este último. Esta sujeción se logrará con el uso de resinas que tienen la capacidad de endurecerse junto al material base y permiten una alta capacidad de carga con excelentes resultados. Es por ello que la aplicación de este tipo de anclaje es esencial si se quiere proporcionar estabilidad y seguridad entre los objetos que se van a entrelazar.

Max Carrasco, asesor de productos e instalaciones de la empresa Blanco Ingenieros, explica que en el sector construcción es importante contar con elementos que puedan brindar una “alta y rápida resistencia a la compresión en corto tiempo y sin contracción ya instalado, en aplicaciones de tipo estructural y no estructural, para evitar el que se desprendan los soportes que fijan.”

Esto se logra con la aplicación de los anclajes químicos, como lo sostiene Néstor Alegría, ingeniero de Producto de Reparación y Reforzamiento Estructural de Sika: “En el campo de la construcción los anclajes químicos se pueden aplicar en conexiones estructurales con barras de refuerzo pos instaladas. Asimismo, es posible el uso en rehabilitación, ampliación y/o conexiones a paredes, losas, escaleras, columnas, cimentaciones, etcétera.”

Por su parte, la empresa Z Aditivos agrega que es recomendable usar este tipo de anclaje “para cargas pesadas y soportes significativos, ya que resiste el peso y la rotura. También es ideal para muros deteriorados o antiguos porque no presiona las paredes del orificio donde introducimos el elemento a fijar. Es útil en los extremos y esquinas, donde la consistencia del muro es menor.”

Ventajas del uso de anclajes químicos

Son muchas las ventajas que comprende la aplicación de anclajes químicos en la obra. Su principal ventaja, refiere Néstor Alegría, radica en “su alta resistencia en la adherencia, lo cual genera el anclaje estructural directamente en la superficie soportando los esfuerzos cortantes en la superficie de contacto”.

La versatilidad del uso de esta solución es otra de sus principales características, además de su fácil aplicación, que consiste en introducir la sustancia química en el orificio en el que se va a entrelazar el otro elemento. Asimismo, las superficies húmedas no son un impedimento para una óptima adherencia.

“Debido a su tixotropía (gel) es aplicable en todo elemento vertical y con desniveles ya que este producto sella y rellena todas las fisuras. Tiene buena adherencia sobre superficies húmedas y sobre metal; sirve como puente de adherencia, se usa para pegar concreto nuevo con viejo y varias cualidades que no pueden ser replicadas por los clásicos anclajes mecánicos”, señala Z aditivos.

Otra característica, sostiene Max Carrasco, es que es “la opción actual más segura para fijar elementos metálicos con alta resistencia a los concretos endurecidos, piedras y ladrillos, según sea el caso, mediante la instalación de resinas de dos componentes en orificios en los que se insertan espárragos o varillas de acero, los que soportarán grandes cargas.”

Asimismo, generan mayor resistencia en la fijación y adhesión de los elementos, sean estos estructurales o no estructurales. Los anclajes químicos, según el representante de Sika, se usan en el sector construcción para fijar elementos a una estructura base o para modificar elementos estructurales. En esto también coincide Z Aditivos, quien señala:

“El anclaje de barras y pernos en estructuras de concreto es una de las actividades más comunes en la industria de la construcción. Su uso se puede clasificar en aplicaciones de tipo estructural y no estructural. Aplicaciones de tipo estructural como reforzamiento de estructuras (para el recrecimiento de secciones de elementos estructurales como vigas, columnas, losas y muros), y la fijación de maquinaria a la fundación (compresores, bombas, equipos con mucha vibración). También se usan para la fijación de elementos no estructurales, como barandas, estantes de herramientas, pasamanos, etcétera.”

Otra ventaja de este sistema de anclaje es que, a diferencia del mecánico, con los anclajes químicos se puede variar la profundidad de anclaje, por lo que variará el diseño respecto a los mecánicos.

Proceso de aplicación de los anclajes químicos

El procedimiento de instalación del anclaje químico es sencillo, y en esto coinciden los especialistas.

En primer lugar, se debe hacer la perforación en la superficie que se desea colocar el anclaje. Para ello, se recomienda hacer uso de un taladro con broca si es que se busca un orificio preciso; de lo contrario, también se puede usar una comba y un cincel. Lo importante es que el diámetro del foramen creado sea superior al del elemento que se va a anclar.

Seguidamente, se debe proceder a limpiar totalmente el agujero originado. Z Aditivos señala que es muy importante que “el orificio esté exento de residuos”, pues esto garantizará la correcta adherencia de la resina que se va a aplicar. Para lograr este objetivo es necesario hacer uso de una bomba sopladora o un cepillo extractor de residuos.

El tercer paso consiste en introducir el químico para anclaje o resina aditiva al orificio de la superficie. En este punto Z Aditivos señala que, si la superficie en la que se va a anclar el elemento es hueca o tiene cavidades internas ─por ejemplo, el ladrillo─, será necesario utilizar un tamiz, pues este favorecerá a “la difusión de la resina inyectada en su interior y evitará que el anclaje químico se disperse por todo el interior del ladrillo.” Mas, si la base en la que se ha hecho la perforación es maciza, como el hormigón, entonces no será menester el uso de un tamiz, pues la aplicación será directa.

Asimismo, Carrasco hace una observación y sostiene que en la actualidad “la forma de instalación más práctica es usar el cartucho de 2 componentes (Resina A + Catalizador B), que usando una pistola calafateadora normal (Pistola de silicona o doble cartucho), con cánula o boquilla espiral de mezclador fijo se mezclan el A y B.”

De seguir este modo de aplicación, Carrasco indica que primero se debe mezclar los dos componentes (Resina A y Catalizador B) “por los minutos que indique el fabricante; luego, esta amalgama se introducirá hasta llenar el 50 % de la perforación realizada.

El cuarto paso es colocar el elemento de fijación, ya sea una varilla, tornillo, o espárrago, en el orificio. En este aspecto, Carrasco recomienda introducir “el elemento metálico girándolo como roscando para que la resina se adhiera bien a la superficie interior del orificio.”

Si se presenta el caso de que haya un rebose por exceso de resina, Carrasco manifiesta que este puede usarse antes que se endurezca en el siguiente orificio, si es que lo hay. Solo se debe retirar el excedente con una espátula para dejar la superficie al ras e introducirlo en la otra perforación.

Finalmente, se debe dejar secar hasta que se consiga el endurecimiento debido. Esto dependerá de cada fabricante. Al respecto, Néstor Alegría agrega: “Dejar secar un tiempo adecuado, según sea el químico para anclaje, ya que hay una amplia diversidad de materiales, como epóxicos, poliéster, acrílicos, epoxi-acrilato, etcétera.”

Tipos de resinas para anclajes químicos

Según los especialistas, existen varios tipos de resinas químicas usados en el sector. El criterio para determinar cuál usar, a decir del representante de Sika, dependerá de la resistencia a la adherencia que se requiera, la velocidad de secado, la tensión, entre otros criterios.

Poliéster

Es una resina económica, de rápido fraguado y es usada en todo tipo de superficies. El representante de Blanco Ingenieros señala que este tipo de resina “se usa en trabajos caseros de carpintería, ladrillos huecos, instalación de marcos de puertas y ventanas. No pueden aplicarse en concreto húmedo o menos de 21 días de curado, ya que baja su resistencia.” Además, no es resistente al fuego y no es recomendada para aplicaciones exteriores.

Por su parte, Z Aditivos señala que el anclaje tipo poliéster es un sistema “con medio desempeño estático y dinámico” y que cura en 45 minutos.

Metacrilato

Esta clase de resina se usa para anclajes que van a soportar cargas altas y de manera segura. Su aplicación es muy sencilla debido a su baja viscosidad. Se usa con frecuencia en aplicaciones exteriores. Asimismo, es, a diferencia del poliéster, poco tóxica, y resistente al fuego F120.

Epoxi

Este tipo de resinas fueron descubiertas en 1890, pero recién inician sus investigaciones en la segunda década del siglo XX. Su endurecimiento no es posible en temperaturas inferiores a 10° C.

Sobre estas, Max Carrasco señala que son la de “mayor resistencia mecánica, mejor adhesión en las perforaciones, pero se toma para endurecer 10 veces más tiempo.  Su uso principal, por su consistencia y resistencias finales, es para empalmar varillas de acero de refuerzo y en toda de fijación con capacidad estructural de carga, de rápido curado, resistente a vibraciones y ataque químico.”

Por otro lado, Z Aditivos, sostiene que el anclaje tipo epóxico “es un sistema con alto desempeño estático y dinámico, sin encogimientos”. Su aplicación se puede dar bajo el agua y que cura en 10 horas.

Epoxiacrilato o epoxi acrílico

Esta resina es muy económica y muy tóxica. Z Aditivos indica que este tipo de anclaje es un “sistema con alto desempeño dinámico y medio desempeño estático. mortero híbrido, superficies húmedas y cura en 90 minutos.”

Viniléster

Sobre esta resina Max Carrasco resalta su mayor resistencia mecánica y resistencia a la humedad. Asimismo, señala que se usan al “fijar barras de refuerzo en obras de construcción y estructuras metálicas que requieren más resistencia.”

Epoxi de inyección

Esta resina permite la capacidad de resistir cargas muy altas y muestra un buen comportamiento en aplicaciones exteriores. Además, presentan estabilidad con el tiempo, aunque su tiempo de fraguado es lento. Sin embargo, debido a su alta viscosidad, no es recomendada de aplicar en superficies huecas.

SOLUCIONES

Z Aditivos

La empresa peruana Z aditivos, que está especializada en el desarrollo, fabricación y comercialización de aditivos para concreto, asfalto y suelos, presenta dos soluciones en cuanto a anclajes químicos: el Z Pox Gel y el Z Pox 32.

Z Aditivos, indica que el Z Pox Gel es un pegamento epóxico gelatinoso al 100 % de sólidos y consta de dos componentes: A y B. Asimismo, señala que en la actualidad son proveedores de este producto en las obras de construcción del nuevo puente Escardo, que se viene ejecutando en el distrito de San Miguel. Los modos de uso de este elemento son los siguientes:

– En reparaciones sobre cabeza y todo elemento de concreto y mortero sin que se chorree.

– Reparación de superficie de concreto expuestas a agresión y desgaste.

– También en fijación de pernos de anclaje.

– Puente de adherencia entre el concreto y el metal.

Por otro lado, en cuanto al Z Pox 32, el especialista de Z Aditivos señala que es un adhesivo epóxico que también tiene dos componentes (A y B), y cargas inertes libre de solventes.  Además, cumple con la norma ASTM C-881 (Standard Especification for Epoxy-Resin-Base Bonding System for Concrete). Esta solución la brindan en el proyecto del Mall Plaza Comas. Sus modos de uso son los mencionados a continuación:

– Se utiliza como adhesivo estructural de concreto fresco a endurecido.

– Como adhesivo entre concreto, piedra, mortero, acero y fierro.

– Como puente de adherencia entre el concreto y mortero donde se requiera puesta en servicio a las 24 horas.

Sika Perú

Por su parte, la empresa química Sika, que cuenta con más de 101 filiales en el mundo, ofrece en el mercado peruano tres soluciones referentes al anclaje químico de su línea AnchorFix® (Sika AnchorFix®-3001, Sika AnchorFix®-2 y Sika AnchorFix®-1). No obstante, Néstor Alegría, ingeniero de Producto de Reparación y Reforzamiento Estructural de Sika, señala que tienen planeado “introducir en el mercado peruano 2 alternativas adicionales, entre estructurales y domésticos.”

Además, agrega: “Estamos trabajando en el Perú en todos los proyectos de Infraestructura (Transporte, Deportiva, Educativa, Del Agua, Energía, Petróleo), Minería, Edificación y Vivienda”.

La empresa señala que el Sika AnchorFix®-3001 está “formulado como un sistema de dos componentes, de alto desempeño para anclajes de pernos roscados y barras corrugadas, en concreto fisurado y no fisurado.” Este puede aplicarse sobre materiales base como el concreto fisurado y no fisurado, la piedra natural dura, la roca sólida y en mampostería sólida. Con esta solución, la compañía participa en los proyectos de construcción de la Línea 2 del Metro de Lima y en la modernización de la infraestructura del puerto del Callao-Muelle Norte.

Este adhesivo se usa en anclajes de barras corrugadas y de pernos roscados, en anclajes estructurales, bases metálicas y columnas, y en arriostramientos metálicos.

Sobre el Sika AnchorFix®-2, señalan que es “un adhesivo de dos componentes de alto desempeño, de fraguado rápido, para anclajes de pernos roscados y barras corrugadas en concreto no fisurado.” También puede ser aplicado en piedra natural dura, en roca sólida y en mampostería sólida. Asimismo, la utilización de este se da en anclaje de barandas, pasamanos y similares, en anclaje de repisas y soportes de tuberías, y en recrecimiento de losas y conexiones de muros con losas.

Finalmente, en cuanto al Sika AnchorFix®-1, sostienen que es “un adhesivo para anclajes, de dos componentes (10:1), elaborado a base de resina de poliéster, libre de solventes y estireno, para anclajes con varilla roscada o de construcción.” Además, es un adhesivo de curado rápido usado en anclajes de barras de acero de refuerzo, de pernos roscados, en sistemas especiales de sujeción, en hormigón y en albañilería de ladrillo sólido y hueco.

Blanco Ingenieros

Asimismo, la empresa Blanco Ingenieros, la cual está enfocada a brindar servicios de consultoría, construcción y supervisión de obras, también ofrece al mercado sus productos aditivos, como el Ready Bond, el cual es una emulsión con altos sólidos de Acrilatex PVA para ser usada como agente adhesivo de nuevos concretos, morteros o tarrajeos, para adherirlos con gran resistencia a la tracción a los antiguos y como aditivo para productos a base de cemento, tizas, talcos, etcétera.

Además, tienen el Max Bond EP 400, el cual es un compuesto epóxico con 100 % de sólidos que consta de dos componentes: la base A y el endurecedor B. Este producto está designado como adhesivo multipropósito estructural para diferentes usos con el concreto. Es un elemento sin solventes, insensible a la humedad y con alto módulo de elasticidad. Está especialmente para adherir concreto fresco a concreto endurecido o a otros materiales estructurales.

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