A primeira tecnologia sob o princípio de dupla ação
Com a grande variedade de sistemas de ancoragem disponíveis atualmente no mercado, os projetistas ou profissionais de instalação podem ter dificuldade em selecionar a ancoragem apropriada para uma aplicação específica. Normalmente, para aplicações de ancoragens pós-instaladas, a escolha fica entre as mecânicas ou químicas, onde o sistema é selecionado levando em consideração as necessidades de projeto, a aplicação no local de trabalho e as condições da obra.
As vantagens e desafios mais comuns entre chumbadores mecânicos e químicos podem ser vistos na Fig. 1
Fig. 1 Características dos sistemas mecânico vs. químico
No geral, o benefício das ancoragens mecânicas é o processo de instalação simplificado em comparação com as químicas. Além disso, as ancoragens mecânicas podem ser mais econômicas do que as químicas, mas são consideradas pouco flexíveis no projeto e na instalação devido aos diâmetros restritos, às profundidades de embutimento limitadas e qualquer variação nas medidas pode exigir a troca do produto.
A vantagem das ancoragens químicas é que elas suportam cargas mais altas e podem trabalhar em espaçamentos menores e pouca distâncias das bordas (especialmente em comparação com as ancoragens de expansão). Porém, a utilização de ancoragens químicas é considerada um pouco mais complexa devido à influência da temperatura, da água, da limpeza do furo e dos acessórios necessários para sua correta instalação como dispensador e bomba de ar.
Consequentemente, pode-se dizer que o mundo ideal seria uma tecnologia de ancoragem que combinasse os benefícios, tanto quanto possível, de mecânicas e químicas.
A nova ancoragem de dupla ação Hilti Kwik-X faz exatamente isso!
Numa combinação inédita do parafuso para concreto KWIK HUS-EZ com a cápsula adesiva bicomponente KHC em um só produto, temos o melhor de cada sistema.
Este sistema de ancoragem de dupla ação utiliza um parafuso para concreto de cabeça hexagonal junto com uma cápsula plástica flexível com os químicos adesivos constituintes de um sistema típico de injeção, ver Fig.2
Figura 2: Novo Kwik-X
A cápsula KHC contém resina polimérica, endurecedor e agregados em uma proporção de mistura pré-definida. Ela é colocada no furo do concreto que pode ser executado por uma broca de vídea ou diamantada. O parafuso é então inserido sobre cápsula com uma chave de impacto especificada nas instruções de instalação. Conforme o parafuso é inserido, a cápsula KHC é rompida e o endurecedor, a resina e o agregado se misturam, preenchendo todo o espaço anular ao redor do parafuso à medida que as roscas cortam as paredes de concreto. Ao mesmo tempo, as fissuras ao redor da ancoragem são preenchidas com a resina, veja a Fig.3
O mecanismo de transferência de carga do Kwik-X é baseado em intertravamento mecânico e atrito. O adesivo da cápsula aumenta a área de intertravamento mecânico das roscas à medida que cortam o orifício circundante e preenchem o espaço anular ao redor do parafuso. Após a cura completa do adesivo, ocorre um bloqueio por atrito entre o parafuso e o adesivo curado.
Figura 3: Cortes causados pelas roscas do parafuso Hilti comum e do Hilti Kwik-X (parafuso com cápsula)
Entendendo mais o Kwik-X
Para compreender a ancoragem de dupla ação e porque esta tecnologia combina os benefícios das ancoragens mecânicas e das ancoragens químicas, os seguintes pontos são relevantes:
Se o adesivo fosse completamente removido, o sistema de ancoragem seria um parafuso de concreto normal que transfere a carga por intertravamento mecânico através das roscas que cortam a parede do furo, ver Fig.4
Figura 4: Diferença dos mecanismos de transferência de carga
Em geral, os chumbadores comuns tipo parafuso, por si só, não conseguem maximizar a capacidade de tração no concreto, pois as primeiras roscas inseridas se desgastam fortemente durante a instalação, especialmente em concreto de alta resistência. Isso faz com que o embutimento efetivo (hef), seja menor que o nominal (hnom), considerando que a capacidade do concreto à tração para fins de projeto é baseada no hef. Como visto na Fig. 4, agora que o adesivo KHC está preenchendo o espaço anular entre o concreto e o parafuso KH-EZ, o intertravamento mecânico do parafuso é bastante melhorado e permite que o sistema atinja a total capacidade de carga. O projetista agora pode usar hef = hnom, o que pode aumentar drasticamente a capacidade de tração do Kwik-X. A Fig. 5 mostra como o aumento do hef melhora a capacidade calculada.
Figura 5: Maior profundidade de embutimento efetivo, hef, graças à cápsula Kwik-X
Além disso, as condições que influenciam na adesão são absorvidas pelos mecanismos de trabalho do parafuso de concreto. Para ancoragens químicas, as condições como furos bem ou mal limpos, o processo de perfuração (com martelo ou diamante), a temperatura do material base e o comportamento a longo prazo da ancoragem, interferem em seu desempenho. Os testes de qualificação da ancoragem Hilti KWIK-X mostram que o sistema de dupla ação é menos influenciado pelos parâmetros que normalmente afetam os sistemas de ancoragem químicas tradicionais, o que é compreensível pois a combinação da geometria da rosca do parafuso e das características adesivas estão perfeitamente equilibradas no Hilti KWIK-X.
Conformidade para uso em concreto
Uma fixação segura requer não apenas planejamento e cálculo detalhados, mas também a consideração de que o sistema de ancoragem funcionará de forma confiável sob condições normais e adversas no local de trabalho.
Os Serviços de Avaliação do Conselho do Código Internacional (ICC-ES) fornecem requisitos de teste e critérios de avaliação destinados a verificar a adequação de um sistema, especificar condições de uso permitidas (por exemplo, tipo de carga, exposição ambiental, etc.) e, em última análise, determinar as características de desempenho (ou seja, resistência da ancoragem) necessárias para o projeto de um ponto de fixação. Os resultados da avaliação com todos os parâmetros relevantes para o produto de construção são então publicados num relatório de serviço de avaliação, conforme normalmente previsto nos Relatórios de Serviço de Avaliação do Conselho do Código Internacional (ICC-ESR) ou no Relatório de Avaliação (ER) da IAMPO.
Os critérios de aceitação para ancoragens químicas pós-instaladas em elementos de concreto (AC308) são os critérios atuais usados para avaliar chumbadores químicos pós-instalados antes de receber um ESR ICC-ES ou IAPMO ER. Em fevereiro de 2022, o AC308 foi revisado para permitir o uso de ancoragens de parafuso com ancoragens químicas, desde que a o parafuso possua um relatório de avaliação existente baseado nos Critérios de Aceitação de Ancoragens Mecânicas em Elementos de Concreto ICC-ES (AC193). O sistema Hilti KWIK-X foi testado de acordo com os critérios de avaliação AC308 e posteriormente emitiu o relatório ESR-5065 pela ICC-ES. O extenso programa de testes determina as características do produto para todos os modos de falha possíveis e os valores obtidos são então fornecidos no relatório de avaliação. O programa de testes inclui resistência à tração de referência da ancoragem, bem como diversos testes de sensibilidade e robustez para verificar a resposta mecânica de todo o sistema. O teste inclui avaliação da resistência combinada ao arrancamento e do concreto e uma avaliação da sensibilidade e durabilidade da ligação. Esses ensaios são realizados com o diâmetro da ancoragem e profundidade de embutimento que são identificadas como possuindo a maior contribuição para o desempenho da ligação.
Benefícios do novo sistema segundo suas aplicações
O sistema Hilti KWIK-X oferece vantagens importantes no projeto e instalação devido aos seguintes motivos:
A) Flexibilidade adicional para fixações em condições de clima mais frio. O sistema Hilti KWIK-X oferece uma faixa de temperatura estendida em comparação com adesivos injetáveis tradicionais, permitindo condições de temperatura de instalação que variam de -27°C a 40°C.
B) O KWIK-X oferece aos projetistas flexibilidade para alterações de projeto ou até mesmo antecipação de requisitos futuros de projeto com a capacidade de remover completamente a ancoragem e reinstalá-la no mesmo furo, sem reduzir sua resistência (apenas uma remoção e reinstalação é permitida).
C) Para instaladores, o uso do sistema KWIK-X significa tempo de cura de apenas 30 segundos em temperaturas a partir de 5°C, sem necessidade de limpeza de furos, sem necessidade de uma chave de torque calibrada, nem restrições ao tipo de perfuração.
Melhores aplicações:
O Kwik-X é perfeito para ligações estruturais de placas de base de estruturas metálicas em geral, fixações de equipamentos e máquinas em concreto fissurado ou não fissurado, normal ou leve, sob carga estática, quase-estática e sísmica. A grande vantagem do Kwik-X é a função de dupla ação (conexão mecânica e adesão) adaptando perfeitamente seu desempenho aos requisitos da aplicação.
Figura 7: Hilti Kwik-X para fixação de estruturas metálicas, maquinarias e equipamentos
O KWIK-X também pode ser utilizado em aplicações não estruturais relacionadas com a segurança. Por exemplo, fixação de corrimãos, guarda-corpos, escadas, coberturas e estruturas de aço leve em locais novos ou existentes. Para tais aplicações, o sistema fornece a capacidade de projetar com pequenos espaçamentos e distâncias de borda, ao mesmo tempo que fornece aos instaladores uma ancoragem que é extremamente fácil e rápida de instalar e ainda é removível., ver Fig. 8.
Figura 8: Hilti Kwik-X pode ser removido e reinstalado no mesmo furo por uma vez, sem perdas.
O mau desempenho das fixações dos equipamentos e dos sistemas de ancoragem pode contribuir para eventuais danos e perda de produtividade durante a partida da planta. A tecnologia de dupla ação e a capacidade de remoção do KWIK-X na mudança de posição dos equipamentos dão a vantagem da flexibilidade face às alterações funcionais que normalmente ocorrem nas plantas industriais.
Em Resumo
O novo Hilti KWIK-X é a primeira ancoragem pós-instalada do seu tipo que combina as vantagens dos químicos com as dos mecânicos.
É uma solução muito produtiva com o seu método de instalação simples, juntamente com um desempenho de alta capacidade que ajuda a satisfazer as necessidades tanto dos projetistas como dos instaladores. Ultrapassa os limites em comparação com a tecnologia adesiva injetável tradicional, oferecendo uma faixa de temperatura de instalação estendida e flexibilidade para se adaptar às mudanças de projeto, trazendo uma solução comprovadamente removível e reutilizável.
O Kwik-X também apoia os instaladores com uma ancoragem que já não exige que eles lidem com longos tempos de cura, não se preocupem com a limpeza dos furos ou com torque controlado (somente usam uma chave de impacto para instalar), e não possui acessórios obrigatórios ou restrições no método de perfuração.
O melhor dos dois os mundos para projetistas e instaladores… trazidos a vocês pela Hilti!
Autor: Alan Gabriel Araujo Ciukszo
Traduçaõ: Paulo Bellintani