1.     Introducción

La necesidad de conectar elementos colados en diferentes momentos en estructuras de concreto reforzado (c. r.) surge con frecuencia de situaciones no planificadas, donde se omitieron las varillas de refuerzo coladas en sitio tipo pasador/iniciales (varillas de refuerzo) o los acopladores. Sin embargo, esta necesidad también puede presentarse en actividades de construcción planificadas para optimizar y agilizar el flujo de trabajo. Además, el requerimiento de este tipo de conexiones es de gran relevancia en el fortalecimiento y la rehabilitación de edificaciones y estructuras civiles.

En tales situaciones, no existen muchas alternativas al uso de mortero de inyección o lechada para establecer conexiones de varillas de refuerzo post-instaladas. Estos materiales cumplen la función de anclaje, conectando una varilla de refuerzo a un elemento de concreto reforzado previamente colado. Los morteros de inyección se utilizan en aplicaciones estructurales donde la carga de diseño necesita transferirse de manera segura.

A primera vista, el mortero de inyección o la lechada pueden parecer tecnologías similares — después de todo, seguimos hablando de productos químicos que rodean una varilla de refuerzo instalada en un orificio perforado en el concreto, ¿cierto? Sin embargo, estas dos tecnologías están lejos de ser similares por varias razones.

Es posible evaluar y comparar ambas tecnologías desde diferentes puntos de vista, como la calificación y adecuación normativa, la seguridad, la productividad y la confiabilidad. Alerta de spoiler: el mortero de inyección supera a las lechadas en todos los aspectos para establecer conexiones concreto a concreto destinadas a reforzar o ampliar estructuras existentes. Un papel clave lo desempeñan los métodos de diseño adecuados y la correcta selección del mortero de inyección.

Por ahora, profundicemos en la comparación basada en el marco regulatorio.

2. DIFERENCIA BÁSICA ENTRE MORTEROS DE INYECCIÓN Y LECHADAS

Antes de comenzar, tiene sentido aclarar algunos puntos. Al hablar de lechadas, nos referimos a productos bi-componente pre-dosificados que deben mezclarse (manualmente o con una máquina) por un operador. Los dos componentes generalmente se encuentran en latas y, después de mezclarlos, la lechada se vierte en el orificio/espacio utilizando la técnica de “sumergir y colocar”. Las lechadas se usan generalmente para rellenar huecos o juntas entre elementos no estructurales como unidades de mampostería de ladrillo o piedra, azulejos, etc. (Ver Fig. 1a y 1b).

Al hablar de sistemas de mortero de inyección, nuevamente nos referimos a productos bi-componente (resina y endurecedor) en cartuchos pre-dosificados (como Hilti HIT-RE 500 V3, HIT-HY 200-R V3, HIT-RE 100). La mezcla se realiza mediante un mezclador que forma parte del dispensador, el cual dosifica el mortero de inyección dentro del barreno mediante el número requerido de disparos (por un operador) según las IFU del producto (Instrucciones de Uso). También puede utilizarse de manera inteligente un dispensador automático para inyectar una dosis precisa de la mezcla adhesiva en el barreno, lo que reduce el desperdicio, mejora la productividad y facilita el manejo (Ver Fig. 2).

Nota: La inyección de morteros adhesivos en barrenos largos con vacíos de aire mínimos se realiza con la ayuda de un tapón de pistón y una manguera de extensión conectada a los dispensadores (Ver Fig. 2a y 2b), lo que ayuda a garantizar que la capacidad portante no se vea comprometida.

 Fig.1: Un ejemplo de a) mezcla manual y b) instalación con técnica de “sumergir y colocar” de un sistema de lechada bi-componente

 Fig. 2: a) Vista esquemática del mecanismo de funcionamiento del tapón de pistón y b) dispensador automático para una dosificación precisa de mortero de inyección con ayuda de tapón de pistón y una manguera de extensión

Un dispensador automático suele estar acompañado de un calculador de volumen para preajustar manualmente la dosis requerida del mortero de inyección previamente calculada, la cual después se inyecta en el barreno con un solo disparo del gatillo (Ver Fig. 3).

Fig.3: Ejemplo de dispensador automático inteligente que mezcla y dosifica con precisión (usando la app Calculadora de Volumen) el mortero de inyección requerido

Las diferencias clave entre el mortero de inyección y la lechada se resumen en la tabla a continuación:

3. LA IMPORTANCIA DEL PROCESO DE CALIFICACIÓN ESTABLECIDO PARA LOS MORTEROS DE INYECCIÓN

Cuando se trata del diseño de aplicaciones relevantes para la seguridad, hay dos tareas importantes que deben cumplirse: en primer lugar, se deben definir las consideraciones de diseño, como las cargas actuantes. En segundo lugar, se debe realizar un diseño adecuado para verificar si la resistencia es mayor o al menos igual a la demanda. Para cumplir con las normas internacionales utilizadas en el diseño del resto de la estructura, la idoneidad de todo el sistema de varillas de refuerzo post-instaladas, incluyendo el material (mortero de inyección, varillas) y el método de instalación empleado, debe demostrarse como comparable en desempeño al sistema de varillas de refuerzo coladas en sitio (en términos de comportamiento carga/desplazamiento bajo diferentes parámetros de influencia) por un organismo independiente autorizado (ICC-ES / TAB). Solo aquellos sistemas de varillas de refuerzo post-instaladas probados (mortero de inyección, varillas) pueden diseñarse conforme a los estándares de diseño establecidos (basados en ACI / Eurocódigo). Además, y si es requerido, se debe asegurar que las condiciones de carga, como acciones sísmicas y exposición al fuego, estén contempladas.

Los criterios sólidos de calificación para evaluar, diseñar e instalar varillas post-instaladas en conexiones estructurales existen únicamente cuando se utilizan morteros de inyección, y la calificación para uso estructural no aplica para las lechadas. La Tabla 2 resume los principales criterios de evaluación para barras de refuerzo post-instaladas utilizando sistemas de inyección y lechadas.

4. SOLO SE PUEDEN UTILIZAR MORTEROS PARA CONEXIONES ESTRUCTURALES

Imagina diseñar una conexión concreto-concreto, por ejemplo, una losa a un muro. Has calculado y diseñado la estructura general y el refuerzo de acuerdo con ACI/ Eurocódigo. Encuentras un producto de lechada que ha sido probado de alguna manera para reparar un elemento de concreto o para un propósito de relleno, pero el sistema no ha sido evaluado para conectar un nuevo elemento estructural de concreto a uno existente. Tal vez también encuentres información sobre su resistencia de adherencia en la hoja técnica del producto. Pero, sin valores exactos de resistencia obtenidos de una evaluación de terceros (como ICC-ES/ TAB), ¿cómo sabrías que el diseño o la instalación que has realizado con lechada resistirá las fuerzas que se transferirán con el tiempo? La respuesta es sencilla: no puedes saberlo. No podemos simplemente ejecutar un diseño con un sistema de lechada de este tipo si el desempeño no ha sido determinado específicamente para aplicaciones de varilla post-instalada donde los elementos de concreto están conectados estructuralmente. Podríamos estar comparando peras con manzanas aquí.

Dado que Hilti ofrece una amplia gama de soluciones calificadas para conexiones estructurales, queremos facilitar a nuestros usuarios la navegación y selección de la mejor solución, diseñada con valor agregado para sus condiciones de aplicación. Hacemos esto ofreciendo nuestras soluciones SPEC2SITE (con mortero de inyección) que ayudan a garantizar:

Productividad – Para un Ingeniero/Arquitecto/Especificador, nuestras soluciones hacen que las especificaciones tengan mayor desempeño y estén diseñadas con valor agregado. Para un Contratista, nuestras soluciones hacen que las prácticas en obra sean más rápidas y sencillas.

Seguridad – Nuestros sistemas de soluciones aprobadas ayudan a garantizar una instalación adecuada, incluso en obras complejas, para cumplir con las especificaciones de diseño. Así, mayor tranquilidad al obtener lo que se especifica y prácticas de construcción más seguras.

Sostenibilidad – Soluciones más sostenibles con menor uso de material y reducción de CO₂ mediante la optimización del diseño.

5. DISEÑO UTILIZANDO EL SOFTWARE PROFIS ENGINEERING

Para comenzar con tus diseños de conexión concreto-concreto totalmente seguros y conformes a los códigos, utiliza el software de Hilti PROFIS ENGINEERING para obtener soluciones rápidas, eficientes y confiables. PROFIS te ayuda a lograr soluciones conformes a los códigos de acuerdo con diversos estándares nacionales y regionales, como ACI y los Eurocódigos. Puedes calcular la longitud de anclaje de la varilla para una gama de aplicaciones que incluyen empalmes por traslape, varillas de inicio y aplicaciones de fricción por corte (recubrimiento), utilizando sistemas de inyección Hilti calificados conforme a los códigos y normas de diseño más avanzados.

Mantente en el lado seguro y contáctanos hoy mismo: Contacta a un representante de Hilti.

En caso de que necesites más apoyo para comprender qué calificación y método de diseño es el más adecuado para tu requerimiento de aplicación, por favor deja un comentario en este artículo, publica tu pregunta en nuestro  Centro de ingeniería o consulta el Manual de Hilti sobre conexiones concreto-concreto.