Tipi/proprietà e installazione degli ancoraggi per impieghi gravosi

Gli ancoraggi per impieghi gravosi sono una forma specializzata di ancoraggi metallici. La loro capacità di carico è quasi illimitata nell’interazione tra il sistema impiegato e il substrato compatibile. Gli ancoraggi per impieghi gravosi con un’enorme capacità di carico vengono utilizzati in ambienti industriali, come la costruzione di macchine. Il seguente articolo fornisce informazioni sui diversi tipi di ancoraggi per impieghi gravosi, sui loro usi e metodi di fissaggio.

Quali sono i tipi di bulloni di ancoraggio?

Gli ancoraggi per impieghi gravosi possono essere classificati in base a vari criteri. In generale, si possono distinguere tra sistemi meccanici e chimici. Se poi si considera anche il principio di base dell’ancoraggio, cioè il modo in cui gli ancoraggi vengono inseriti in un materiale da costruzione, si distinguono tre principi di funzionamento dell’ancoraggio: Bloccaggio per attrito, ad incastro e blocco sostanza-sostanza.

Ancoraggi secondo il principio del bloccaggio per attrito

Questo tipo di ancoraggio diffonde i singoli componenti dell’ancoraggio, che premono contro la parete del foro e fissano l’ancoraggio a bullone nel foro. Tuttavia, nei materiali da costruzione come il calcestruzzo, l’azione di diffusione non sposta il materiale. La capacità di carico del bullone di ancoraggio è invece generata dalla forza di attrito statico tra il bullone di ancoraggio e la parete del foro. L’ancoraggio del bullone è trattenuto dall’attrito, da cui il nome di bloccaggio per attrito.

L’azione di diffusione si differenzia ulteriormente tra diffusione controllata dalla coppia e diffusione controllata dal percorso. I bulloni di ancoraggio diffusi tramite controllo di coppia includono ad esempio gli ancoraggi a espansione e gli ancoraggi a bullone. Su questi bulloni di ancoraggio, viene serrato un dado a una coppia predefinita utilizzando cacciaviti dinamici o chiavi dinamometriche per allargare completamente il manicotto di espansione.

Gli ancoraggi a martello o a soffitto, invece, sono tra gli ancoraggi con un’azione di espansione controllata dal percorso. In questo tipo di azione di espansione, il cono all’interno dell’ancoraggio a martello viene spostato con un utensile di espansione per espandere di conseguenza il manicotto di espansione nel foro di perforazione.

Ancoraggio secondo il principio ad incastro

Oltre agli ancoraggi a espansione e agli ancoraggi a bullone, esistono anche altre opzioni di ancoraggio, come gli ancoraggi sottosquadro o le viti a bullone, che agiscono secondo il principio ad incastro. Il foro di perforazione deve essere preparato appositamente per gli ancoraggi a espansione. Il foro di perforazione è svasato alla sua base, creando un cosiddetto sottosquadro. L’ancoraggio sottosquadro viene ancorato nel terreno utilizzando un attrezzo speciale per spingere un manicotto di espansione su un cono interno e farlo così espandere, oppure infilando una vite e spingendo così l’ancoraggio sottosquadro nel relativo foro. Nelle cosiddette viti per calcestruzzo o viti di ancoraggio, quando vengono infilate nel calcestruzzo si crea una filettatura interna che permette di ottenere una tenuta stabile grazie all’interblocco.

Gli interblocchi si distinguono in ancoraggi a controllo di coppia e a controllo di percorso, dove gli ancoraggi sottosquadro sono a controllo di percorso e le viti per calcestruzzo sono a controllo di coppia.

Ancoraggio secondo il principio di blocco sostanza-sostanza

Gli ancoraggi a espansione e gli ancoraggi sottosquadro sono fissati al materiale da costruzione grazie al principio dell’attrito o dell’incastro. Al contrario, i cosiddetti ancoraggi compositi, o ancoraggi chimici, funzionano in base a un blocco sostanza-sostanza. Un blocco sostanza-sostanza genera un legame permanente di sostanza tra l’ancoraggio e il materiale da costruzione. Ciò richiede un materiale reattivo.

Per gli ancoraggi compositi, esistono due metodi: il metodo a iniezione e il metodo a cartuccia. Il metodo a iniezione prevede l’iniezione di un materiale reattivo a polimerizzazione chimica nel foro pulito utilizzando una cartuccia, seguita dall’inserimento dell’ancoraggio composito in questo composto. I sistemi a cartuccia sono tipicamente utilizzati quando si tratta di fissare carichi pesanti. Il materiale reattivo multicomponente è contenuto in cartucce di vetro che vengono inserite nel foro di perforazione. Il bullone di ancoraggio viene quindi inserito a martellate o filettato, provocando la rottura della cartuccia e il rilascio di materiale reattivo che riempie la cavità del foro di perforazione.

Vantaggi dei diversi tipi di ancoraggio

Gli ancoraggi a espansione e gli ancoraggi a bullone sono molto facili da installare; di solito non sono necessari strumenti di fissaggio. Al contrario, gli ancoraggi con fissaggio a martello richiedono un attrezzo speciale per il montaggio, ma questo garantisce anche un’installazione più efficiente. Gli ancoraggi a martello e gli ancoraggi a soffitto sono particolarmente adatti per il montaggio sopraelevato. Gli ancoraggi a martello con collare o flangia sul manicotto hanno anche il vantaggio di non poter scivolare più in profondità nel foro grazie al fermo. Rispetto agli ancoraggi compositi, gli ancoraggi a espansione possono essere messi sotto carico subito dopo l’installazione, poiché non richiedono tempi di indurimento.

Gli ancoraggi sottosquadro hanno una capacità di carico molto elevata e sono quindi ideali per assorbire carichi estremamente elevati. Le viti per calcestruzzo sono disponibili in diverse forme della testa, che le rendono adatte a diverse applicazioni. Rispetto agli ancoraggi a espansione, gli ancoraggi sottosquadro e le viti per calcestruzzo non hanno forze di dispersione. Il loro vantaggio è che di solito possono essere rimossi in un secondo momento.

I connettori compositi hanno anche una maggiore capacità di carico rispetto agli ancoraggi a espansione. È possibile realizzare spazi più stretti poiché gli ancoraggi compositi non hanno forze di dispersione. Gli ancoraggi compositi hanno anche una funzione sigillante, che impedisce all’umidità di entrare nel materiale da costruzione.

Metodi di installazione dei bulloni di ancoraggio

La vite prigioniera per impieghi gravosi può essere montata in vari modi. Esistono tre diversi metodi:

• Installazione preimpostata: L’installazione preimpostata prevede innanzitutto il posizionamento - preimpostazione - della vite prigioniera per impieghi gravosi, prima che il componente effettivo venga fissato. Il manicotto di ancoraggio deve essere completamente affondato a terra per sfruttare l’intera capacità di carico trasversale. Alcuni ancoraggi per impieghi gravosi sono dotati di speciali contrassegni di profondità per facilitarne l’installazione.

• Montaggio a foro passante: L’installazione a foro passante comporta la creazione del foro attraverso il componente da fissare. Il componente viene posizionato sul pavimento. Dopo aver preparato i fori di perforazione, l’ancoraggio per impieghi gravosi viene installato a terra attraverso il componente.

• Installazione del distanziatore: L’installazione nello spazio comporta la creazione di un foro di perforazione in un primo passaggio, seguito dal fissaggio del componente a una vite prigioniera sporgente per impieghi gravosi, a una certa distanza da terra. In questo tipo di installazione, gli ancoraggi per impieghi gravosi assorbono anche un carico di curvabilità oltre a forze di compressione, forze di trazione e forze trasversali.

Altre importanti istruzioni per l’installazione

Quando si selezionano e si installano gli ancoraggi per impieghi gravosi, è necessario considerare altri fattori in aggiunta al principio di funzionamento e alla procedura di montaggio, come la selezione del materiale per gli ancoraggi, la direzione del carico, la preparazione e la pulizia del foro di perforazione, l’applicazione della coppia corretta, la selezione delle distanze di bordo e distanza di installazione e la selezione dell’area di serraggio.

Selezione del materiale di ancoraggio

I bulloni di ancoraggio possono essere fissati in una varietà di substrati, come solidi, materiali da costruzione cavi o materiali da costruzione leggeri. Gli ancoraggi per impieghi gravosi sono utilizzati principalmente nella muratura e nel calcestruzzo e i requisiti per i bulloni di ancoraggio variano a seconda dei materiali da costruzione del pavimento.

Il calcestruzzo è un substrato ideale per gli ancoraggi per impieghi gravosi. È standardizzato e quindi riproducibile. Il calcestruzzo ha un’elevata resistenza alla compressione e per questo è un materiale da costruzione molto diffuso in strutture industriali, capannoni, ecc. Un altro criterio importante quando si selezionano gli accessori per impieghi gravosi è se il calcestruzzo è rotto o privo di crepe. Poiché il calcestruzzo ha una resistenza alla trazione molto bassa, le crepe possono verificarsi anche in presenza di basse sollecitazioni di trazione. Solo gli ancoraggi classificati come compatibili con le crepe possono essere utilizzate in calcestruzzo screpolato. Ad esempio, i bulloni di ancoraggio adatti a questo scopo hanno una caratteristica di espansione secondaria o una filettatura speciale che garantisce una tenuta sicura.

Considerazione sulla direzione del carico

La direzione del carico è un altro fattore da considerare quando si seleziona il giusto ancoraggio per impieghi gravosi. Gli oggetti possono esercitare carichi di taglio, cioè carichi perpendicolari al bullone di ancoraggio, o carichi di trazione paralleli al bullone di ancoraggio. Gli ancoraggi per impieghi gravosi montati sulle pareti sono generalmente soggetti a carichi trasversali e di trazione, mentre i bulloni di ancoraggio nei soffitti devono principalmente resistere alle forze di trazione.

Preparazione e pulizia del foro di perforazione

Per garantire il corretto funzionamento dell’ancoraggio per impieghi gravosi, è necessario rispettare le specifiche del diametro dei fori e le relative profondità. La pulizia dei fori di perforazione è una parte altrettanto importante del processo. Se non vengono rimossi, i frammenti e le schegge della punta del trapano rimarranno intrappolati tra il bullone di ancoraggio e la parete del foro di perforazione, riducendo così la funzionalità del bullone di ancoraggio. Per la pulizia dei fori sono consigliati vari accessori, come spazzole o soffianti.

Applicazione della coppia corretta

Per ogni ancoraggio a coppia controllata per uso gravoso sono previste coppie specifiche. Se si applica una coppia eccessiva, le parti filettate vengono sovraccaricate e la pressione di espansione nel substrato aumenta. È quindi molto importante rispettare la coppia definita utilizzando chiavi dinamometriche calibrate.

Considerazione delle distanze dai bordi e degli assi

Gli ancoraggi a espansione e gli ancoraggi a bullone sono fissati con un sistema di bloccaggio per attrito. Maggiore è l’espansione del manicotto di espansione, maggiore deve essere la distanza tra ogni ancoraggio di espansione. Se la distanza è troppo piccola, non c’è abbastanza superficie per assorbire i carichi e la pressione di espansione, il che può danneggiare il substrato di installazione. Poiché gli ancoraggi compositi non sviluppano forze di espansione, essi sono particolarmente adatti per applicazioni con un’area disponibile limitata.

Selezione del campo di serraggio/tensione

Gli ancoraggi per impieghi gravosi con ampie aree di serraggio sono solitamente adatti per carichi più pesanti perché consentono un ancoraggio più profondo grazie alla loro area di contatto più ampia, facendo quindi un uso migliore della capacità di carico del substrato.

Applicazioni ed esempi di applicazione

Gli ancoraggi per impieghi gravosi, come suggerisce il nome, supportano una capacità di carico eccezionalmente elevata. Gli ingegneri industriali e meccanici li utilizzano ad esempio per fissare a terra scaffali per carichi pesanti, scaffali per impieghi gravosi, macchine o applicazioni di trasporto.

Gli ancoraggi composti sono adatti per l’ancoraggio non di espansione sia nel calcestruzzo screpolato che in quello privo di crepe, e anche in muratura. Il seguente esempio di applicazione mostra uno scaffale per impieghi gravosi fissato da ancoraggio composito.

(1): Praticare fori del diametro e della profondità specificati.

(2): Rimuovere i residui di perforazione all’interno dei fori di perforazione. Utilizzare una spazzola o un soffiante per questo scopo.

(3): Inserisci nei fori di perforazione la cartuccia con la malta adesiva fino a quando la cartuccia non si appoggia sul fondo.

(4): Utilizzare un trapano a percussione per spingere il bullone di ancoraggio fino a quando non raggiunge il fondo del foro.

(5): Lasciare indurire.

(6): Dopo la polimerizzazione, installare le rondelle e serrare i dadi - il fissaggio è ora completo.

Come rimuovere gli ancoraggi per impieghi gravosi?

I perni di espansione e i bulloni di ancoraggio non possono essere rimossi, in quanto sono irrimediabilmente ancorati al materiale da costruzione grazie al distanziatore. Gli ancoraggi sottosquadro e le viti per calcestruzzo non si espandono e quindi di solito possono essere rimossi senza danneggiare il calcestruzzo. Tuttavia, le viti per calcestruzzo non potranno più essere utilizzate dopo la rimozione, in quanto le filettature si consumano durante l’inserimento e potrebbero non garantire più una tenuta sicura nel terreno se reinstallate. Gli ancoraggi composti, al contrario, formano un legame non rimovibile con il materiale da costruzione. La rimozione degli ancoraggi compositi richiede uno sforzo considerevole e provocherebbe danni ingenti al materiale da costruzione.