الزامات ارزیابی چسب کاشت میلگرد

در حال حاضر در کشور مقاوم سازی یکی از با اهمیت ترین و حیاتی ترین موضوعات مطروحه در سازه ها می باشد . اهمیت این موضوع در شرایطی مشخص می شود که اثرات بلایای ویرانگر همچون زلزله مورد ارزیابی قرار گیرد. از آنجائیکه اکثر سازه های موجود در کشور ایران در برابر زلزله مقاوم نیستند و بیشتر این سازه ها زلزله مهمی را تجربه نکرده اند نیازمند مقاوم سازی هستند. همچنین با بررسی های انجام شده مشخص شده است که ضعف های طراحی و عدم رعایت دقیق آیین نامه ها به خصوص آیین نامه 2800 نیز قسمی دیگر از موارد نیازمند به مقاوم سازی را شامل می شوند.

با توجه به مطالب بیان شده بحث مقاوم سازی لرزه ای سازه ها به یکی از محوری ترین مسائل موجود در مهندسی زلزله مبدل شده است. روش های مختلفی جهت مقاوم سازی ساختمان ها وجود دارد که متناسب با مشکلات ایجاد شده می توان یکی از آنها را برگزید. به طور کلی برای انتخاب روش مقاوم سازی میزان اثرگذاری، صرفه اقتصادی، سهولت در اجراء و عدم اعمال تغییرات عمده در بخش های مختلف ساختمان به عنوان پارامترهای تعیین کننده مدنظر قرار می گیرند.

مطابق با نشریه 524 سازمان برنامه و بودجه روش های مقاوم سازی و اصلاح موضعی به طور کلی به صورت ذیل تقسیم بندی میشوند:

1-روکش فولادی (Steel Jacketing)

2-روکش بتنی(Concrete Jacketing)

3-پوشش های الیافی FRP

4- تزریق مواد پلیمری

همچنین در فصل دوم همین نشریه از کاشت پیچ و میلگرد به عنوان یکی از راهکارهای اجرایی در روش های مقاوم سازی یاد شده است که در همین راستا 3 روش کاشت  پیچ و میلگرد توسط این مرجع معرفی شده است:

1-کاشت با استفاده از مواد پایه سیمانی

2-کاشت با استفاده از مواد چسب اپوکسی

3-کاشت با استفاده از مهار مکانیکی

امروزه انواع مختلفی از چسب های کاشت میلگرد ، آرماتور و بولت در بتن توسط شرکت های تولید کننده گوناگون ارائه می شود.این چسب های کاشت  دارای ترکیبات شیمیایی و مشخصات مقاومتی مختلفی می باشند و در دو نوع بسته بندی عرضه میشوند. چسب های کاشت میلگرد با بسته بندی تزریق به صورت کارتریج و گان و چسب های کاشت به صورت فله و کیلوگرمی .

لازم به ذکر است مطابق با استاندارد ACI 355-4 چسب های فله ای بدون کنترل اتوماتیک شامل موارد مندرج در این استاندارد نمی باشد و از نظر موسسه بتن آمریکا فاقد اعتبار است.

چسب های کاشت میلگرد کارتریجی بر بنیان اپوکسی نظیر چسب کاشت میلگرد آبادگران به صورت دو جزیی با توجه به قابلیت تحمل بارگذاری بسیار زیاد، مقاومت شیمیایی عالی،گیرش سریع،چسبندگی بسیار زیاد و سهولت در اجرا برای مقاوم سازی های سنگین و سازه ای مورد استفاده قرار میگیرد.

چسب کاشت میلگرد ABABOND RA-500

محصول مهندسی شده چسب کاشت میلگرد ABABOND RA-500  مجموعه آبادگران با بنیان رزین های اپوکسی اصلاح شده بدون حلال به نحوی است که در مقایسه با سایر موارد متداول مانند بنیان پلی استر و وینیل استر، بیشترین مقاومت چسبندگی و مکانیکی را داده به نحوی که در عملیات سنگین مهندسی پرکاربرد می گردد . علاوه بر آن برای اجرا در مقاطع مرطوب ، نواحی لرزه ای، بتن های ترک دار،کاشت با عمق زیاد، کاشت میلگردها با سایز بالا و همچنین اتصال ورق های فولادی به مقاطع بتنی بدون ایجاد حفره کاملا مناسب است. با توجه به بنیان اپوکسی این محصول، امکان انبارداری در مدت زمان بیشتر نسبت به بنیان های وینیل استر و پلی استر مقدور می باشد.

مقاومت های مکانیکی

الزامات چسب های کاشت میلگرد

الزامات طراحی و ارزیابی مربوط به چسب های کاشت در فصل 17 استاندارد 14-ACI 318 و همچنین ACI 355-4 لحاظ شده است. بر اساس این آیین نامه ها، عوامل متعددی بر روی مقاومت چسبندگی انکر شیمیایی (چسب کاشت) اثرگذار است که از آن جمله می توان به جهت کاشت میلگرد (عمودی، افقی یا بالاسری)، نوع بارگذاری، نحوه اجرا، شرایط بتن، روش‌سوراخکاری و ... اشاره نمود.

مراحل کاشت میلگرد

در خصوص کاشت چسبی مطابق با فصل هفدهم استاندارد ACI 318-14 مراحل کاشت به صورت زیر تشریح میگردد:

1- محاسبه حداقل فاصله مهاری ها از یکدیگر و همچنین از لبه بتن مطابق با فصل هشتم ACI 355.4

2- محاسبه ابعاد حفره مطابق با استاندارد ACI 355.4(مطابق با جدول ارائه شده در صورت شرایط استاندارد)

3- انتخاب فرد دارای صلاحیت و آموزش دیده جهت اجرا*

4- ايجاد حفره مطابق مشخصات بند 2 به وسیله مته چکشی دوار ضربه ای مطابق با استاندارد ANSI B212.15

5- تميز نمودن گرد و غبار ناشي از حفاري با استفاده از فشار هوا  با حداقل فشار 6bar

6- جدا نمودن ذرات سست دیواره با استفاده از فرچه سیمی لوله ای

7- تميز نمودن مجدد گرد و غبار ناشي از فرچه زنی با استفاده از فشار هوا  با حداقل فشار 6bar و عاری از هرگونه مواد روغنی و نفتی

8- نصب استاتیک میکسر و جاگذاری صحیح کارتریج داخل ابزار مطابق دستورالعمل سازنده

9- تخلیه تزریق ابتدایی به دلیل اختلاط صحیح

10- تزريق چسب تا ميزان دو سوم حجم حفره از انتهایی ترین قسمت حفره

11- تمیز نمودن کامل میلگرد یا بولت از ذرات سست و زنگ زدگی

12- فرو بردن ميلگرد به صورت چرخشي داخل حفره و خروج مجدد جهت تخلیه هوای اضافی داخل حفره

*در صورت اجرای افقی یا شیبدار به سمت بالا مطابق با استاندارد فرد مجری باید دارای گواهینامه ACI/CRSI یا معادل آن باشد.

*زمان عمل آوری کامل چسب توسط کارخانه سازنده در دمای معین مشخص میگردد.

*در موارد کاشت با عمق های بالا دقت در تخلیه گرد و غبار از اهمیت بالایی برخوردار است همچنین در هنگام تزریق از لوله و پیستون جهت تزریق استفاده گردد.

 کاشت های سقفی یا نصب رو به بالا :

با نگاهی به فصل دهم استاندارد ACI 355-4 چهار حالت ارزیابی برای کاشت میلگرد رو به بالا مورد بررسی قرار میگیرد.

در خصوص کاشت های سقفی نسبت به کاشت های کفی و حتی افقی شرایط فنی و اجرایی با تغییر صورت میپذیرد در همین راستا رعایت نکات ذیل در جهت نیل به استانداردهای اجرایی حائز اهمیت است.

1-در خصوص تزریق چسب کاشت در حفره بالا سری جهت حصول نتیجه مطلوب استفاده از لوله اتصال به استاتیک میکسر و همچنین پیستون با قطر خارجی برابر با قطر حفره پیشنهاد میگردد.

2-هنگام وارد کردن مهاری فلزی یا میلگرد)مطابق بند 8 قسمت قبل) جهت عدم ریزش مازاد چسب داخل حفره به واسطه نیروی جاذبه به وسیله ابزار مخصوص یا مشابه آن جلوگیری شود.

3-پس از جاگذاری میلگرد تا زمان گیرش اولیه چسب و جلوگیری از تغییر حالت و افتادن میلگرد با استفاده از گوه های چوبی مثلتی در دو طرف دهانه ورودی حفره اقدام به ثابت سازی مهاری می نماییم.

*پس از گیرش اولیه چسب می توان گوه های چوبی را از مقطع جدا کرد.

خطاهای فاحش نصب نسبت به دستورالعمل تولید کننده مطابق فصل هفتم ACI 355-4 :

*انحراف از عمق مدفون شدگی مشخص شده

*استفاده از سرمته با قطر اسمی متفاوت با مقدار از پیش تعیین شده

*اشکال در تجهیزات اختلاط و پخش چسب

*وجود مصالح پایه غیر بتن سازه ای

*به کارگیری مواد در دمای غیر از دمای مشخص شده

*عدم توجه به زمان های ژل و عمل آوری مشخص شده

*عدم توجه به محدودیت های نحوه انبار و عمر بهره برداری چسب

حساسیت به تمیزکاری حفره

روش های تمیزکاری حفره تاثیر قابل توجهی بر روی چسبندگی چسب کاشت میلگرد و مقاومت پیوستگی دارند بر همین اساس حتما پیشنهاد میشود جهت تمیزکاری حفره های خشک،اشباع شده،پرشده با آب و غوطه ور شده در آب مطابق با دستورالعمل هر مورد برابر با مندرجات فصل هفتم ACI 355-4 اقدام شود.

ویژگی های بتن کاشت مهاری چسبی

مطابق با فصل چهارم استاندارد ACI 355-4 بتن مصرفی باید حداقل مقاومت 17 مگاپاسکال و زمان عمل آوری 21 روز باشد همچنین سنگدانه های ریز و درشت استفاده شده در بتن باید کاملا مطابق با استاندارد ASTM C33/C33M باشند. دمای بتن در زمان نصب مهاری باید حداقل 10 درجه سانتیگراد باشد.

افزایش مقاومت فشاری بتن تاثیر زیادی در مقاومت چسبندگی چسب کاشت میلگرد ندارد. این موضوع در آیین­نامه بتن 14-ACI 318 نیز ذکر شده است.

ابعاد و مشخصات حفره

بر اساس استاندارد ACI 318-14  قطر و عمق حفره به صورت ذیل تعیین میگردد همچنین در صورت تغییر در این ابعاد بر اساس مشخصات سازنده باید با بخش 17-4-5 این استاندارد همخوانی داشته باشد.

با تمام توضیحات ارائه شده تمام تولید کنندگان چسب های کاشت میلگرد و آرماتور با توجه به ویژگی های محصول خود و استناد به استانداردهای یاد شده اقدام به تدوین جداول ابعاد و عمق کاشت مطابق با شرایط استاتیکی نموده اند مجموعه آبادگران نیز برای محصول چسب کاشت میلگرد ABABOND-RA500  جدول اعداد کاشت زیر را برابر با استاندارد های یاد شده ارائه داده است.

فاصله میلگردها از یکدیگر و از لبه بتن :

با توجه به تاثیرگذاری فاصله میلگردها از یکدیگر و همچنین از لبه بتن در نتایج آزمون ها، توجه به الزامات فصل هفدهم استاندارد ACI 355-14 در رعایت حداقل ها الزامی است.

* با افزایش قطر میلگرد و به دنبال آن افزایش عمق کاشت، فاصله میلگردها باید از یکدیگر افزایش یابد. در حالت شکست بتن پروفایل انتقال نیرو به نحوی است که رعایت فواصل ذکر شده در پایایی کل سیستم نقش اساسی دارد

روش کنترل کیفیت عملیات کاشت

در بخش پنجم راهنمای تاییدیه فنی اروپا برای استفاده انکرها در بتن ETAG 001 و استاندارد ACI 355.4، مهمترین روش ارزیابی کیفیت چسب کاشت، انجام تست Pull-Out در شرایط مختلف کاربری است. دستگاه مربوطه شامل یک جک هیدرولیک است که میلگرد در مرکز پیستون آن قرار می گیرد. مکانیزم آن به این صورت است که با بالا آمدن پیستون جک، به میلگرد نیروی کششی وارد می شود.

پس از انجام این آزمون، با بالا رفتن پیستون جک هیدرولیک فازهای ذیل رخ میدهد:

الف- گسیختگی فولاد

ب- بیرون کشیدگی

پ- جداشدگی بتن(Break Out)

ت-شکست بتن(Splitting)

ث-بیرون زدگی وجه کناری

ج-جداشدگی چسب

به طور کلی میتوان گفت در حالات الف،پ،ت و ث عدم نتیجه مطلوب به واسطه خطای طراحی یا انتخاب مهاری نامناسب بوده است و فقط در حالات ب و ج به دلیل عدم کیفیت چسب یا عمق کاشت میلگرد کم تنیجه دلخواه حاصل نمی شود همچنین لازم به ذکر است باید در روش های اجرایی ،کنترل تمیز بودن حفره و ... بازنگری شود یا از چسب کاشت متناسب با نیاز استفاده گردد.