Soluções Chumbadores químicos para estruturas metálicas: como escolher o ideal?
Autor: ENG. PEDRO CARDOSO (GRUPO HARD)

Muito utilizados para ancoragens estruturais, os chumbadores químicos para estruturas metálicas proporcionam força por meio de um composto químico. É realizada a colagem entre a parede do furo e o insert metálico com o uso das resinas epóxis ou à base de viniléster, que têm elevado poder de adesão depois do endurecimento.

Por isso, são muito utilizadas para a fixação de estruturas metálicas pesadas — como colunas e vigas — e para colagem de arranques em paredes diafragma. A ancoragem objetiva fazer com que a estrutura resista às cargas, estabilizando-a e tornando-a intacta diante das altas cargas de tração e corte.

Quer entender mais sobre os chumbadores químicos e descobrir como escolher o certo para a sua obra? Então, continue lendo!

Quando usar os chumbadores químicos?

As ancoragens podem ser mecânicas ou químicas. Na primeira, têm-se os chumbadores expansivos e não expansivos. Os limitantes desse tipo de ancoragem são os aspectos de carga e vibração, que impossibilitam o uso em algumas situações, quando é viável apenas o uso da modalidade química.

Já no segundo caso, é aplicada uma cola, que pode ser usada em vergalhões, sistemas inox, barras convencionais, áreas com alto índice de vibração, instalações próximas de bordas, entre outros. Em decorrência dessa elevada versatilidade, a ancoragem química é muito utilizada.

Além disso, os chumbadores químicos apresentam maior capacidade de carga. Eles a distribuem ao longo de todo o embutimento e desenvolvem alta resistência à tração. Seu sistema não permite a existência de forças de expansão, minimizando a possibilidade de falha da estrutura por fadiga.

Também é importante citar a elevada resistência a vibrações — são capazes de suportar cargas estáticas e dinâmicas, sem apresentar qualquer falha no processo de ancoragem.

A precisão de instalação também é alta, mesmo em casos mais difíceis, como em se tratando de estruturas de teto ou subaquáticas. Isso reduz custos com mão de obra e manutenção. Por isso, são indicados sempre que há necessidade de resistência a elevadas cargas.

Quais são os tipos de chumbadores químicos para estruturas metálicas?

Existem duas tecnologias principais, uma à base de epóxi e, a outra, de viniléster. A primeira possui um tempo de cura mais lento, por isso, é indicada quando a ancoragem precisa suportar cargas mais elevadas. Já se a demanda é rapidez, recomenda-se o uso do viniléster, que apresenta um tempo de cura mais acelerado.

Além disso, os chumbadores químicos são sempre compostos por dois elementos — uma resina e um endurecedor. A proporção e forma de mistura desses dois elementos depende do tipo do chumbador químico. Existem três opções. Veja!

Potinho (sistema de pré-mistura)

Os chumbadores de potinho apresentam preço mais acessível, uma boa colagem e versatilidade para a obra. Entretanto, é necessário homogeneizar manualmente os componentes A e B do produto no momento da aplicação. A desvantagem é que a mistura de todo o material precisa ser feita de uma só vez, para garantir a proporção correta.

A partir da homogeneização, inicia-se uma reação química e a cura. Caso seja necessário interromper a instalação, o potinho continua o processo mesmo que metade da resina ainda não tenha sido utilizada. Então, pode ocasionar o desperdício do material. Segue abaixo algumas aplicações:

  • Ponte de aderência (união entre concreto velho e concreto novo);
  • Recuperação e reparo em concreto;
  • Colagem e ancoragem de concreto;
  • Fixação de guarda-corpo;
  • Grauteamento de pequenas espessuras.

Injetável

chumbador injetável apresenta um bico misturador estático, que faz a mistura dos componentes no momento da aplicação, sem a necessidade de pré-mistura como nos chumbadores em potinho (lata).

Dessa forma, é possível obter uma alta produtividade e menor desperdício de materiais e tempo. Indicado para ancoragem de barras roscadas e vergalhões, principalmente em:

  • guarda-corpos;
  • máquinas;
  • portões em estrutura de concreto;
  • estruturas metálicas;
  • inserts metálicos;
  • arranques em paredes diafragma;
  • reforço estrutural.

Ampola

É acondicionado em duas cápsulas de vidro, uma inserida dentro da outra: a externa contém resina viniléster e carga mineral; a interna, um agente endurecedor. Ela é inserida no furo efetuado no concreto e, quando é introduzida a barra roscada, a ampola se quebra e acontece a mistura dos elementos com um processo de cura quase instantâneo.

Promove-se, então, a ancoragem da barra roscada no concreto com alto poder de precisão. Devido à facilidade de aplicação e cura super-rápida, é indicada para elevadas quantidades de aplicações, que sejam idênticas e repetitivas.

A diferença é que o processo demanda a colocação de uma ampola por vez, ou seja, não é possível aplicá-la continuamente. Essa opção é principalmente usada em:

  • consoles;
  • pontes rolantes;
  • bases de antenas;
  • grades de proteção;
  • apoios estruturais;
  • montagens industriais.

Como escolher o chumbador químico ideal?

Em primeiro lugar, é necessário dimensionar a ancoragem, definindo assim os tipos de cargas (corte, dinâmica e tração). Para isso, você pode consultar o Recomendação ABECE – Projeto de Fixações com Chumbadores Químicos em Elementos de Concreto. A partir dessas informações, é possível definir o chumbador que atende às cargas requisitadas no projeto.

Outro fator importante a ser considerado é o processo de instalação, conforme explicado anteriormente, cada tipo de chumbador possui suas especificidades. Por exemplo, se o processo de instalação for contínuo e com grande quantidade de ancoragens, o tempo de trabalho é maior. Por isso, é recomendado o uso da linha epóxi, que tem uma cura mais demorada.

Também deve ser considerado o tipo de aplicação, ou seja, o local em que o chumbador será instalado. A seguir, conheça outras condições que devem ser consideradas.

  • Furo cheio de água?
  • Furo úmido?
  • Furo seco?
  • Furo feito com coroa diamantada?
  • Furo na vertical ou horizontal?
  • Necessita de resistência ao fogo?
  • Temperatura do material base e do ambiente

Por exemplo, se o furo for vertical no teto, elimina-se a opção de utilizar um chumbador em potinho ou ampola — deve-se optar pelo injetável.

O clima também tem grande importância quando se trata da escolha do chumbador ideal, pois o tempo de cura varia de acordo com a temperatura do ambiente: quanto mais quente, mais rápido o processo de cura. Conforme citamos anteriormente, a resina de base epóxi apresenta um tempo de cura superior ao da linha de viniléster. Portanto, a segunda é escolhida para lugares com temperaturas mais frias, que farão com que a cura do adesivo seja mais demorada. Entretanto, em regiões de temperaturas elevadas, é mais indicado o uso de chumbadores epóxi, pois o tempo de trabalho é maior. Nesse caso, é possível realizar diversos furos e fazer uma linha contínua de aplicação.

Em altas temperaturas, se o chumbador viniléster for utilizado, é necessário realizar a troca do bico com frequência, o que não é rentável. Por isso, a escolha do modelo ideal precisa levar em consideração também se é necessário uma ancoragem com maior ou menor tempo de cura.

Após a escolha do chumbador adequado, é possível fazer o dimensionamento do projeto e definir as quantidades necessárias. A Hard possui 2 softwares que ajudam neste processo, são eles:

  • Hard DesignFix: um software, desenvolvido em parceria com uma empresa alemã, que dimensiona com facilidade o sistema de ancoragem ideal para uma fixação segura de acordo com normas internacionais.
  • HAVS – Cálculo de volume de chumbador químico: uma calculadora online que simplifica o calculo da quantidade de chumbador a ser utilizado no projeto.

Quais são as normas relacionadas aos chumbadores químicos?

Os chumbadores químicos para estruturas metálicas são homologados por certificações internacionais e por normas nacionais. Isso significa que a qualidade é testada por duas instâncias, além, é claro, das análises que são realizadas pela própria empresa. Confira abaixo quais são elas:

  • NBR 15049/2004 — norma de desempenho para a utilização dos chumbadores químicos, para que seja possível alcançar maior qualidade e segurança nos serviços;
  • Certificação ETA — completa bateria de testes de ancoragens, contemplando cargas para aplicação em concreto fissurado, de 20 a 50 Mpa, cargas combinadas de tração e cisalhamento, distância de borda e entre ancoragens e a aplicação em regiões de abalos sísmicos e altos índices de vibração;
  • Certificação F120 — certificação alemã F120 (Feuerwiderstansklasse), atesta que a fixação foi submetida a um teste de incêndio por 120 minutos sem perder suas propriedades físicas e químicas. Dessa forma, suporta 2 horas de ataque de chamas.

Agora você já conhece todos os detalhes e informações a respeito dos chumbadores químicos para estruturas metálicas. Como você viu, no contexto dessa tecnologia, existem as bases da linha epóxi e da viniléster. Para escolher o modelo ideal, é preciso atentar na ancoragem e contar com a orientação de especialistas.

Por isso, se você está buscando soluções para fixar construções metálicas, entre em contato conosco! A Hard possui uma equipe técnica especializada pronta para ajudar na sua obra.

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6 Comentários

  1. João Fernando disse:

    Muito esclarecedor este material. Não sabia de todos estes pontos a serem avaliados.
    Mas daí fica a pergunta: Posso substituir os chumbadores J pré-concretados por químicos?

    • Camilla Mangold disse:

      Olá João, obrigado pelo seu comentário.
      Sobre a sua dúvida, é possível substituir os chumbadores pré-concretados pelos químicos, desde que atenda à carga solicitada no projeto. Iremos falar sobre este assunto em um próximo post.

  2. Sérgio A. L. Vergílio disse:

    Olá,
    O dimensionamento dos chumbadores feito com seu software “Design Fix” é de grande auxílio em várias situações. Entretanto, quando os chumbadores estão localizados em áreas bem restritas de concreto (topo ou face de pilares, por exemplo), resultam em baixa capacidade resistente pelo fato do método se basear na capacidade de arrancamento do cone de concreto que é pequeno nestas condições. O ACI318-08 (Apenddix D, ítem D.5.2.9) permite cálculo em limite último com a participação da armadura do concreto – desde que devidamente posicionada. Isto aumenta sobremaneira a capacidade dos chumbadores … o software não pode ser adaptado para estas condições ?

    • Camilla Mangold disse:

      Olá, Sérgio

      Hoje em nosso software existe sim uma função que considera a armadura, seja ela normal ou densa. Você encontra essa função na aba “Material de Base”, campo “Reforço”. Em caso de maiores dúvidas, entre em contato conosco pelo nosso site hard.com.br

  3. Gilberto disse:

    Muito bom este artigo, é de fundamental importância que as especificações dos tipos de ancoragens já saiam especificadas em projetos, assim facilita a compra, a aplicação e a obra fica mais segura… ótimo trabalho!!!

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