L’ancorante per calcestruzzo: uno dei dettagli costruttivi più trascurati nella fase di progettazione. Rappresenta una piccolissima parte in termini di volumi e costi di realizzazione, ma può avere un impatto significativo sulla sicurezza complessiva del lavoro.

Tuttavia, sappiamo tutti che non è solo un "dettaglio": l'ancorante (o sistema di ancoraggio) ha l'importante ruolo di collegare due materiali diversi (una piastra di ancoraggio in acciaio ad una base in calcestruzzo) che erano inizialmente separati. Alcune situazioni posso essere molto sfidanti:

• È frequente che le forze tra piastra e materiale base sono le più intense;
• La geometria non è favorevole, consentendo l’ancoraggio in spazi limitati o in prossimità del bordo così da complicare la ricerca della giusta configurazione e limitando la resistenza stessa del fissaggio.

Esistono molte soluzioni disponibili per coprire con successo le esigenze di diverse applicazioni. Nei prossimi articoli copriremo quelle più comuni. Iniziamo ora con una delle tecnologie di ancoraggio più diffuse: l'ancoraggio ad espansione

Gli ancoranti ad espansione: una tecnologia ben conosciuta

L'ancoraggio ad espansione è costituito da un elemento filettato con un cono all'estremità, una camicia ad espansione, una rondella e un dado per il serraggio (come mostrato nella figura per l'ancorante HST3).

Per comprendere il principio di funzionamento, è utile osservare come è posizionato l’ancorante. Dopo aver perforato e pulito il foro, l’elemento viene introdotto all'interno del foro tramite martellamento (manualmente o usando gli strumenti di posa). La piastra di ancoraggio dell'elemento da collegare viene quindi posizionata e, infine, l'installazione termina serrando il dado con il valore di coppia di serraggio indicata dal produttore: questa richiama il cono di estremità all’interno della camicia che deformandosi di espande contro il calcestruzzo. Grazie alla pressione radiale generata dall'espansione e all'attrito tra manicotto e calcestruzzo, viene attivato il meccanismo resistente a  trazione del tassello.

Campo delle tensioni generate dall’espansione della camicia

Gli ancoranti ad espansione non sono tutti uguali, specialmente nel calcestruzzo fessurato.

Per condizioni di calcestruzzo fessurato, ancoranti a espansione senza una guaina appositamente progettata possono perdere pretensione e scivolare fuori. Ciò potrebbe accadere specialmente quando le fessure si aprono e si chiudono durante la vita utile della struttura in calcestruzzo, in particolare durante eventi sismici.

Come affrontare queste situazioni? Per cominciare, utilizza sistemi di ancoraggio che sono stati testati e approvati tramite un processo di qualifica per i requisiti richiesti. In caso contrario, sarà difficile prevedere il comportamento reale del fissaggio.

Pragmaticamente, significa scegliere ancoranti certificati per calcestruzzo fessurato, a meno che non sia possibile garantire che il calcestruzzo non venga mai sottoposto a trazione. Ricorda che in Italia, per applicazioni strutturali, è richiesto l’utilizzo di ancoranti sismici qualificati C2.

Per vedere le certificazioni dell’ancorante basta fare riferimento al documento di valutazione tecnica europea (ETA) o alla dichiarazione di prestazione (DoP) del sistema che si intende utilizzare per la propria applicazione.

Fai attenzione alla coppia di serraggio
Quando si tratta di installare ancoranti nel calcestruzzo, applicare la giusta coppia di serraggio è fondamentale per garantire che il cono di estremità venga tirato nella camicia e bloccato nella posizione corretta per attivare le forze di espansione richieste.

Una coppia di serraggio insufficiente porta il cono nella posizione errata, vale a dire che il cono di estremità non viene trascinato nella camicia di espansione. Solo una volta che il carico esterno verrà applicato, l’ancorante si sposterà e il cono attivato. In altre parole, l'ancorante era allentato e solo grazie al carico esterno è stato portato nella posizione corretta. È comunque possibile raggiungere i valori massimi di resistenza, ma solo una volta che l’ancorante è portato in posizione dal carico esterno. Il risultato è il funzionamento dell’ancorante con uno spostamento non controllato e imprevedibile.

Una coppia di serraggio eccessiva provoca invece che il cono di estremità venga trascinato troppo all’interno della camicia di espansione, causando alcuni problemi quando l'installazione avviene vicino al bordo o nel mezzo della soletta. Quando un'ancorante eccessivamente serrato viene posizionata vicino al bordo, la forza di espansione potrebbe causare la rottura e l’espulsione del calcestruzzo, anche prima di caricare il fissaggio.

Coppia di serraggio eccessiva in prossimità di un bordo può provocare l’espulsione del calcestruzzo

Quando un'ancorante eccessivamente serrato è lontano dal bordo, l’elemento può danneggiarsi - o addirittura rompersi – a causa di questa coppia. Il risultato è un’evidente cedimento dell'acciaio.

Tieni in mente che molti installatori potrebbero non conoscere le conseguenze di non applicare la giusta coppia di serraggio. Per essere in sicurezza ti suggeriamo di menzionare sempre la giusta coppia nei tuoi progetti ed elaborati.

Suggerimenti sull’applicazione

Gli ancoranti ad espansione sono generalmente utilizzati in applicazioni non strutturali e strutturali dove è necessario ottenere una buona resistenza con una profondità di posa non eccessiva (approssimativamente fino a 150 mm) per carichi medio-pesanti. Si preferiscono agli ancoranti chimici perché la messa in opera non richiede l’attesa del tempo di cura del prodotto (d'altra parte, le resine si preferiscono se sono richieste profondità di posa più rilevanti).

Se sei nuovo nella progettazione dell’ancoraggio, dopo aver letto questo articolo non potrai di certo aspettare di progettare la tua prima applicazione con il nostro HST3: puoi farlo immediatamente con il software PROFIS Engineering

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