Ancoranti e fissaggi strutturali: come scegliere quelli giusti? Tipologie, caratteristiche e progettazione

Ancoranti chimici, meccanici, pesanti o leggeri: come orientarsi nella scelta del sistema di fissaggio più adatto?



Per ogni opera da realizzare o su cui s’interviene, occorre individuare il sistema di fissaggio più adeguato per garantire la giusta tenuta, la durabilità e la sicurezza degli ambienti costruiti.


Quali caratteristiche contraddistinguono i diversi sistemi di fissaggio? Quando utilizzarli e come progettarli?



L’intervista all’Ing. Marco Spadaro dell’Ufficio Tecnico di Würth Italia.




 

Che cos'è un ancorante: caratteristiche e tipologie

Ing. Spadaro, cos’è un ancorante e a cosa serve?



«Un ancorante consiste in un sistema di elementi che hanno il compito di trasferire le sollecitazioni al materiale di supporto in cui sono installati. Si parla di sistema perché un fissaggio può essere realizzato, ad esempio, con una barra d’ancoraggio e una resina chimica. Nella maggior parte dei casi si parla di applicazioni nel calcestruzzo o nella muratura. Per quanto riguarda il calcestruzzo, Würth ha nel proprio catalogo ancoranti del tipo post installato, per applicazioni cioè nel calcestruzzo indurito e che si differenziano da quelle tipologie che vengono inserite nell’elemento costruttivo prima del getto del calcestruzzo».



Quali tipologie di ancoranti esistono e per cosa si differenziano?

«Si possono individuare dal punto di vista pratico tre macrofamiglie di ancoranti: quelli cosiddetti pesanti, quelli leggeri e i chimici. I termini non sono proprio corretti, poiché la normativa non prevede queste differenziazioni, tuttavia possono tornare utili all’utente che deve selezionare un ancorante. Si distinguono gli ancoranti chimici e meccanici e per questi ultimi un’importante differenziazione si basa sul meccanismo di funzionamento; gli ancoranti meccanici possono poi diversificarsi per il materiale, che può essere in acciaio o in materiale plastico. Una catalogazione importante è data dalla tipologia di fissaggio da realizzare, per cui si possono distinguere gli ancoranti strutturali e quelli non strutturali. Gli ancoranti strutturali devono avere la marcatura CE, che naturalmente dà garanzie maggiori, assicurando la conformità alle specifiche tecniche e alle norme esistenti».

 

Ancoranti e fissaggi strutturali: come scegliere quelli giusti?

 

Gli ancoranti chimici: ambiti applicativi e modalità di posa

Che cosa sono gli ancoranti chimici? In quali casi si rivelano più adatti rispetto a quelli pesanti e ai fissaggi leggeri?



«Gli ancoranti chimici sono costituiti da una resina contenuta in fiale o cartucce e da una barra di ancoraggio che può essere filettata oppure nervata come il ferro d’armatura. Nel caso dell’ancorante chimico si parla sempre di sistemi bicomponenti che includono la resina e il catalizzatore: quest’ultimo, entrando in contatto con la resina, innesca la reazione di indurimento che porta alla “presa” dell’ancoraggio. L’ancorante chimico può rappresentare una valida alternativa soprattutto per i fissaggi nel calcestruzzo, perché la lunghezza della barra filettata può essere variabile e ciò consente di prolungare la profondità di ancoraggio per ottenere resistenze maggiori. 
L’ancorante chimico è un’ottima soluzione anche per la struttura in muratura, sia piena sia forata. Per i meccanici in questo caso si utilizzano solitamente tasselli in nylon però con portate inferiori. Inoltre l’ancorante chimico abbinato al ferro d’armatura consente di risolvere problemi ricorrenti dei cantieri edili; per esempio l’ancorante chimico epossidico, risulta particolarmente adatto per connessioni di elementi in calcestruzzo e riprese di getto».


Che soluzioni propone Würth a riguardo?



«Würth ha appena lanciato sul mercato il nuovo prodotto WIT-PE 1000, un ancorante ad alta resistenza a base epossidica, molto utile nei cantieri, perché grazie al suo lento processo d’indurimento consente maggiori tempi di lavorabilità e permette di installare facilmente barre con profondità importanti. Un altro prodotto top di gamma utilizzato nelle strutture è l’ancorante WIT-UH 300: una resina ibrida di uretano metacrilato con cui si ottengono resistenze meccaniche elevate in tempi più brevi. L’ancorante chimico ha ormai ottenuto grande riscontro tra i progettisti e viene prescritto molto spesso nei progetti e nei capitolati. Ciò che trasmette sicurezza è il fatto che il trasferimento delle forze avviene su tutta la lunghezza “inghisata” della barra di ancoraggio. Al contrario generalmente gli installatori preferiscono l’ancorante meccanico perché la modalità di posa è meno complicata».

Perché la posa dell’ancorante chimico è più complicata?

«Perché occorre pulire accuratamente il foro, estrudere la resina con una pistola apposita, utilizzare accessori specifici, attendere i tempi di indurimento prima che il fissaggio possa portare il carico, quindi effettuare operazioni aggiuntive rispetto ai modelli meccanici».

 

Ancoranti e fissaggi strutturali: come scegliere quelli giusti?

 

Gli ancoranti meccanici: usi e caratteristiche


Invece quali tipologie di ancoranti meccanici esistono? Quali sono gli ambiti applicativi?



«Gli ancoranti meccanici si distinguono sia per il materiale, in acciaio o nylon, sia per il meccanismo di funzionamento. Quelli strutturali sono sempre in acciaio e tra questi l’ancorante ad espansione è sicuramente quello più conosciuto e utilizzato. Viene inserito nel calcestruzzo, e viene applicata una coppia di serraggio sul dado o sulla testa della vite: in questo modo il tassello si espande e crea una forza di compressione sulla parete generando una forza di attrito che contrasta la forza d’estrazione; infatti si chiamano anche tasselli ad attrito o a controllo di coppia. Un altro ancorante meccanico è la vite per calcestruzzo, sempre più utilizzata da installatori e progettisti: si tratta di una vite con un filetto speciale che a fronte di un preforo si avvita nel calcestruzzo e, in analogia con il funzionamento degli ancoranti chimici, distribuisce lo sforzo su tutto il gambo della vite. Poi ci sono gli ancoranti sottosquadro che realizzano la tenuta nel calcestruzzo sfruttando l’effetto forma, raggiungendo capacità portanti molto elevate».

Quali tasselli meccanici in acciaio propone Würth?



«Tra i diversi modelli merita l’attenzione il W-FAZ, un ancorante in acciaio ad espansione con prestazioni meccaniche elevate anche in presenza di sollecitazioni di natura sismica, mentre la W-BS è la vite per calcestruzzo, molto utilizzata soprattutto dagli installatori di impianti perché consente di fissare in maniera veloce e sicura. Infatti è sufficiente avere un trapano, gli accessori per la pulizia del foro e un avvitatore ad impulsi. In più si possono utilizzare diversi modelli con teste diverse per soddisfare molteplici esigenze: esagonale, piana svasata, larga oppure con il filetto interno o esterno».

 

Ancoranti leggeri: quando utilizzarli?


Cosa s’intende per ancorante leggero? Per quali usi è indicato?



«Impropriamente viene chiamato «leggero» ma serve a far capire che si tratta di un prodotto che non viene utilizzato a fini strutturali ma per il trasferimento di carichi medio bassi. Parliamo generalmente di tasselli in acciaio o in nylon, che possono anche essere marcati CE per il fissaggio non strutturale. Il loro utilizzo è previsto ad esempio per il fissaggio di elementi di facciata oppure per il fissaggio di controsoffitti o impiantistica. La marcatura CE in questo caso è a tutela della sicurezza della salute umana e da eventuali danni economici che un collasso potrebbe provocare. I modelli senza marcatura CE possono essere utilizzati per tutte le altre applicazioni di importanza minore».

Quali ancoranti leggeri proponete?

«Lo SHARK PRO, un tassello in poliammide e poi, di recente introduzione, lo SHARK UR, un tassello in poliammide prolungato utilizzato soprattutto dai serramentisti ed evoluzione del tassello W-UR. Un ancorante in acciaio per carichi leggeri è il W-NA, un tassello ad espansione che viene installato a percussione. Questi sono solo alcuni modelli marcati CE della gamma Würth. In conclusione, il tassello leggero, oltre a essere utilizzato per l’ancoraggio di carichi minori, è anche semplice nell’installazione».

 

Che cos'è un ancorante leggero e quando deve essere usato

 

Ancoranti: come evitare i ponti termici


È possibile installare tasselli anche nei pannelli isolanti evitando di generare ponti termici?



«Sì, in questo caso però bisogna distinguere se è necessario eseguire un fissaggio nel pannello isolante oppure attraverso di esso, poiché si tratta di un materiale poco consistente e con caratteristiche meccaniche molto basse. Per installazioni nell’isolante, Würth ha più soluzioni come il nuovo SHARK ISO, utile per il fissaggio ad esempio di componenti per l’illuminazione, telecamere o cartelli segnaletici. Per il fissaggio di elementi che trasferiscono carichi maggiori è necessario ancorarsi nel materiale più consistente, quindi in ciò che c’è dietro il pannello isolante. Pensiamo ad esempio a una tenda da sole, a una macchina esterna di climatizzazione o a una pensilina che devono essere fissate in facciata. In questo caso è necessario eseguire l’ancoraggio nella struttura della parete. Il prodotto più richiesto è l’AMO-Therm, che consiste in due barre filettate che sono avvitate in un manicotto di materiale plastico: ciò permette di interrompere la continuità della barra filettata generando il taglio termico e consentendo quindi fissaggi con trasmittanza nulla. La barra filettata viene fissata con l’ancorante chimico».

 

La scelta del corretto ancorante e le certificazioni richieste

Quali criteri devono guidare il tecnico nella scelta del corretto ancorante?

«Innanzitutto occorre conoscere bene il materiale di supporto, le relative caratteristiche meccaniche e le sollecitazioni, perché anche l’entità del carico è uno dei parametri importanti che influenza la scelta di un prodotto rispetto a un altro. Se si tratta di un ancoraggio strutturale la scelta deve ricadere sui prodotti marcati CE. La selezione avviene anche attraverso la progettazione dell’ancoraggio. Il fissaggio strutturale infatti va progettato e a tale scopo rappresentano uno strumento importante i software di calcolo specifici che consentono di trovare in modo agevole il prodotto più adatto che soddisfi le verifiche strutturali necessarie previste dalle norme».

Nel caso di fissaggi più importanti come quelli strutturali, occorrono particolari certificazioni?

«Sì, in Italia per quanto riguarda le strutture si fa riferimento alle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC). In passato non si faceva cenno all’ancoraggio post installato, invece ora le NTC riportano un paragrafo dedicato agli ancoraggi strutturali che rimanda ai documenti tecnici dell’EOTA e soprattutto a prodotti dotati di Valutazione Tecnica Europea (ETA) e di marcatura CE.  L’ETA è il documento fondamentale da richiedere insieme alla Dichiarazione di Prestazione; in base a questi documenti il produttore può ottenere la marcatura CE, che rappresenta la presunzione di conformità nei confronti delle specifiche tecniche previste dai documenti tecnici che regolamentano la produzione e la valutazione di prestazione dei prodotti da costruzione da immettere sul mercato».

 

Fissaggi in zona sismica: la scelta dell'ancorante e la corretta posa

Che caratteristiche devono avere gli ancoranti utilizzati per il fissaggio in zona sismica? E quali errori bisogna evitare durante il fissaggio?



«Non esistono tipologie di tasselli ulteriori per le zone sismiche. Mi spiego meglio: i tasselli sono generalmente quelli utilizzati per gli ancoraggi strutturali, che però devono superare dei test aggiuntivi e a tale scopo possono essere eventualmente migliorati. La Valutazione Tecnica Europea ETA contiene anche i parametri relativi alla prestazione sismica. Se parliamo degli ancoranti Würth, quelli per i fissaggi strutturali nel calcestruzzo fessurato sono anche idonei a un utilizzo in zona sismica, perché abbiamo esteso la campagna prove dei prodotti, i quali sono stati sottoposti a severi test di laboratorio che simulano le sollecitazioni sismiche. Affinché un ancorante possa essere ritenuto idoneo a questo tipo di impiego deve essere adatto all’utilizzo nel calcestruzzo fessurato. Parliamo di ancoranti in zona sismica nel calcestruzzo, perché per la muratura ancora non esiste alcuna regolamentazione a livello europeo. Per quanto riguarda gli errori, spesso non vengono rispettate attentamente le istruzioni di posa, evidenziando una scarsa conoscenza delle procedure d’installazione. Ancora più grave è quando si sceglie un ancorante e, solo successivamente, se ne valuta l’idoneità sismica. Succede anche che non vengano utilizzati i software di progettazione, la cui procedura di calcolo rispetta quanto previsto dalla normativa in vigore, ma ci si avvalga di metodi tabellari con il rischio di non considerare fattori importanti come la presenza di bordi del calcestruzzo o altri ancoranti vicini che potrebbero generare interferenze con conseguente riduzione della resistenza».



Quali prodotti prevede la gamma Würth dedicata agli ancoranti resistenti alle sollecitazioni sismiche?



«Attualmente la gamma include tre ancoranti meccanici e sei chimici, tutti idonei per poter realizzare ancoraggi sismo-resistenti e progettabili con il software di calcolo. Per quanto riguarda l’ancorante chimico, vengono utilizzati prodotti top, ossia resine ad alte prestazioni come le epossidiche e le vinilestere. Per il mercato italiano Würth propone in modo particolare l’ancorante in acciaio ad espansione W-FAZ, la vite per calcestruzzo W-BS, gli ancoranti chimici WIT-PE 1000, WIT-UH 300 e il sistema W-VIZ in abbinamento a barre speciali».

 


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Gli errori da evitare per la giusta posa degli ancoranti

Quali sono i principali errori da evitare per arrivare a una corretta posa degli ancoranti?



«Nel caso degli ancoranti chimici, ad esempio, è fondamentale eseguire una corretta pulizia del foro per non correre il rischio di avere prestazioni nettamente inferiori rispetto a quanto atteso. Senza pulizia preventiva si può arrivare anche a una riduzione del 70% del carico rispetto a quello garantito da una corretta posa, perché se dovesse rimanere la polvere sulle pareti del foro, l’ancorante chimico non riuscirebbe a sviluppare il corretto meccanismo di tenuta sul materiale. Un altro aspetto che non viene molto curato è la scelta del diametro del foro: a ogni diametro di barra, corrisponde uno, e nel caso dei più recenti ancoranti chimici, massimo due diametri del foro. Pensiamo a un tassello meccanico che lavora ad attrito o ad uno in nylon: un foro troppo grande compromette la performance dell’ancoraggio. Un altro errore comune è rappresentato dall’utilizzo della percussione per installazioni nella muratura forata; contrariamente si rischia di svasare il foro con la conseguenza che l’ancorante non riesce a fare tenuta, oppure con il rischio di rompere le camere interne del blocco. In altri casi ancora succede che per l’ancorante meccanico a controllo di coppia non si utilizzi la chiave dinamometrica e il serraggio a mano venga fatto con una chiave normale, ma per questi tasselli il funzionamento è garantito dall’applicazione di una precisa coppia di serraggio; con una chiave normale si rischia di applicare una coppia troppo bassa con la conseguenza che il tassello potrebbe sfilarsi o comunque esibire spostamenti notevoli sotto carico fino al collasso. Se invece si applica una coppia troppo alta, si rischia di rompere la testa del tassello oppure il materiale di supporto».

 

Il software di Würth per la progettazione dei sistemi di fissaggio

Anche la progettazione dei sistemi di fissaggio ricopre quindi un ruolo fondamentale, che strumenti fornisce Würth per i professionisti?



«Würth mette a disposizione il Würth Technical Software II, scaricabile gratuitamente e utilizzabile senza limiti di tempo. All’interno ci sono diversi moduli e in particolare due moduli di progettazione degli ancoraggi: uno per il calcolo dell’ancoraggio strutturale meccanico o chimico anche in presenza di sollecitazioni sismiche, cicliche oppure in condizioni di incendio; poi c’è il modulo Rebar che permette di calcolare le connessioni tra elementi in calcestruzzo attraverso l’ancoraggio di ferri d’armatura con l’ancorante chimico; ad esempio un pilastro collegato in fondazione o una trave connessa a una parete o a una porzione di solaio. Questi software rispettano le norme di calcolo e consentono di ottenere una relazione tecnica, con tutti i riferimenti normativi, i passaggi analitici, gli schemi, le immagini e le tabelle che la rendono leggibile e utilizzabile dal progettista. Le tabelle presenti nei vari cataloghi tecnici possono essere utili per un pre-dimensionamento e per una valutazione del prodotto, ma per un calcolo corretto secondo normativa è necessario avvalersi del software».

 

Il Würth Technical Software II per la progettazione degli ancoranti