روش کاشت میلگرد در بتن

یکی از پرکاربردترین تحولات سازنده در اجرای سازه‌های بتنی، ارائه روش‌های کاشت میلگردها و بولت در سازه‌ها عنوان می‌شود. کاشت میلگرد یا بولت در بتن سخت‌شده،گستره وسیعی از اتصالات سازه‌ای و غیر سازه‌ای و همچنین تقویت و مقاوم‌سازی سازه ها را در بر می‌گیرد. از جمله مواردی که مهندسین را ترغیب به استفاده از این روش می‌کند می‌توان به تغییر مشخصات فنی و نقشه‌های طرح و اجرای سازه‌ها، تغییرکاربری و شرایط بهره‌برداری، سهولت نسبی اجرا و در دسترس بودن مصالح و تجهیزات این روش اشاره نمود.در حالت کلی مراحل کاشت میلگردها و بولت در بتن عبارتند از عملیات سوراخ‌کاری بتن به‌وسیله دریل، مته‌زن و یا کرگیری در سطوح بتنی با قطر و عمق کاشت تعریف شده و متناسب با قطر میلگرد و بولت‌ها، شستشو و تمیز کاری سطوح بتنی و داخل سوراخ‌ها به وسیله دستگاه‌های دمنده و یا مکنده هوا، تزریق و اعمال چسب کاشت میلگرد مخصوص به وسیله تفنگ‌های ویژه این کار تا عمق کافی، نصب میلگرد یا بولت‌‌ها به وسیله دوران دستی و یا کوبش با چکش مخصوص تا عمق مناسب و طراحی شده و پایان مرحله عمل‌آوری، گیرش و کنترل کیفیت از طریق آزمایش‌های ویژه و بارگذاری سازه جدید.

کاربرد روش کاشت میلگرد و بولت

در مواردی که نتایج آزمایشات صورت‌گرفته حاکی از این باشد که مقاومت فشاری بتن اجرا شده در اسکلت و یا فونداسیون سازه پایین‌تر از حداقل مقاومت مجاز مشخصه بتن طرح است، استفاده از چسب کاشت میلگرد جهت تقویت اسکلت و فونداسیون سازه در برابر بارهای ثقلی و لرزه‌ای در دستور طرح تقویت و طراحی مقاوم‌سازی قرار می‌گیرد.

• افزایش ابعاد فونداسیون‌ها با استفاده از چسب کاشت میلگرد در جداره‌های داخلی و خارجی فونداسیون موجود
• تبدیل فونداسیون‌های منفرد به نواری و نواری به گسترده با طرح توسعه فونداسیون با روش کاشت میلگرد
• تصمیم به افزایش ابعاد و تغییر نوع فونداسیون موجود در سازه‌های صنعتی نظیر سوله‌ها جهت نصب ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی بر روی کف بتنی فونداسیون جدید در آینده
• تصمیم در خصوص توسعه پی‌های موجود به پی‌های عمیق با روش کاشت میلگرد جهت اجرای شمع و سرشمع‌ها جهت توزیع بار در عمق‌های بیشتر در پی
• نصب بولت‌ها با چسب کاشت میلگرد بر روی فونداسیون موجود جهت اجرای سازه‌های صنعتی نظیر سوله‌ها
• تصمیم به توسعه دیوارهای حائل بتنی موجود قدیمی‌ و یا نیمه‌کاره با چسب کاشت میلگرد
• اتصال قطعات بتنی پیش‌ساخته و یکپارچه‌سازی با روش کاشت میلگرد
• سوراخ‌کاری و کاشت بولت برای تقویت صفحه‌ستون‌ها
• جابه‌جایی ستون به دلیل اعمال تغییرات در نقشه‌های معماری و سازه
• تصمیم به افزایش تعداد طبقات و یا تغییر کاربری یک ساختمان از مسکونی به اداری و غیره
• تصمیم به ایجاد کنسول‌ها و طره بتنی جدید در سازه‌هایی چون ویلاها با چسب کاشت میلگرد در تراز طبقه
• احداث جان‌پناه‌های یکپارچه با اسکلت بتنی موجود با کاشت میلگردهای ریشه در کف بام‌ها
• افزودن دیوارهای برشی به ساختمان‌های موجود جهت تقویت و بهسازی لرزه‌ای سازه در آینده با روش کاشت میلگرد انتظار و ریشه در کف شالوده و تیر طبقات
• تقویت پای‌ستون‌های متصل به فونداسیون جهت جلوگیری از ایجاد برش پانچ سوراخ‌کنندگی در آینده با روش کاشت آرماتور
• نصب پلیت‌ها و ورق‌های فولادی بر روی جان و زیر تیر و ستون‌ها جهت ساخت سیستم‌های دوگانه با بادبند فولادی با چسب کاشت میلگرد
• تصمیم به احداث دستک و توسعه تیرهای کنسولی توسط روش کاشت شیمیایی میلگرد
• ثابت سازی تاسیسات مکانیکی با روش کاشت بولت به دیوارها در مجتمع‌های بزرگ تجاری و بیمارستان‌ها
• بستن بازشوهای موقت در سطوح بتنی دال و دیوار از طریق روش کاشت میلگرد
• اجرای دیوارهای جدید یا گسترش ساختمان‌های موجود
• اتصال ستون‌ها به فونداسیون با روش کاشت میلگرد
• اتصال اجزای طاقی شکل مانند بالکن‌ها، راه‌پله‌ها و دال‌های طره ای با سازه موجود از طریق روش کاشت میلگرد

وسایل و تجهیزات مرسوم در روش کاشت میلگرد و بولت در المان‌های بتنی

• چسب کاشت میلگرد مخصوص و بولت بر پایه رزین‌های اپوکسی، پلی استر و وینیل استر که با ترکیبات شیمیایی و ویژگی‌های فنی متنوع تولید می‌شوند.
• دستگاه‌های مته‌زنی و یا کرگیری کاشت میلگرد
• تجهیزات دمنده و یا مکنده هوا سوراخ کاشت میلگرد
• کلاهک‌های حفظ چسب (در صورت نیاز و دلخواه)
• شیلنگ و پیستون تزریق چسب (در صورتی که عمق تزریق زیاد باشد)
• گان یا تفنگ‌های ویژه تزریق چسب کاشت
• وسایل آزمایش کنترل کیفیت چسب، بولت و یا میلگردهای کاشت
• برس‌های مویی با سیم‌های غیر فلزی
• نازل پلاستیکی اختلاط و تزریق چسب کاشت میلگرد

ترکیبات چسب کاشت میلگرد

چسب‌هایی که برای کاشت میلگرد مورد استفاده قرار می‌گیرند علاوه بر رزین‌های پلیمری موجود در ترکیبات خود، دارای افزودنی هایی می‌باشند که عبارتند از: افزایش دوام در مقابل اثر مخرب کننده اکسیژن محیط، مواد نرم‌کننده که سبب افزایش انعطاف‌پذیری چسب کاشت و کاهش دمای تبدیل شیشه ای(TG)می‌گردد. فیلرها یا پرکننده‌ها که انقباض چسب را زمان گیرش و سخت شدن کاهش داده و خصوصیات مکانیکی آن را افزایش می‌دهد.  فیلرها همچنین خواص روان شدن چسب کاشت قبل از گیرش را به‌دلیل راحتی کار تغییر می‌دهند.مهم‌ترین ویژگی‌های عمومی چسب‌های کاشت میلگرد عبارتند از: ویسکوزیته چسب در زمان اختلاط و نصب، پات لایف یا زمان مصرف، زمان ژله‌ای شدن، مدت زمان نگهداری چسب، دانسیته و اشباع‌سازی یا خیس نمودن سطوح.

انواع چسب کاشت میلگرد و بولت

چسب‌های کاشت میلگرد دارای ترکیبات شیمیایی، مشخصات مکانیکی و کاربردی متنوعی بوده و به طور کلی از نقطه‌نظر بسته‌بندی و استفاده به سه شیوه تولید و روانه بازار می‌گردند:
1.چسب کاشت میلگرد کپسولی
2.   چسب کاشت میلگرد کارتریجی
3.   چسب کاشت میلگرد حجمی‌ و کیلوگرمی

چسب کاشت میلگرد کپسولی

این نوع چسب در داخل شیشه‌های شفاف تولید و عرضه می‌گردد، که به عنوان‌های چسب کاشت بولت شیشه‌ای و پیچشی نیز معروفند. این چسب‌ها به صورت دو جزئی بوده و از خانواده رزین‌های پلی‌استر(Polyester) و رزین اپوکسی وینیل استر  (Epoxy Vinyl Ester)هستند و در حجم‌های مختلف تهیه و عرضه می‌گردد. چسب کاشت میلگرد کپسولی پس از شکستن جداره شیشه در مدت زمانی کوتاه گیرش بسیار بالایی ایجاد می‌کنند که در برابر محیط‌های بسیار خورنده و اسیدها بسیار مقاوم می‌یاشند.

چسب کاشت میلگرد کارتریجی

چسب کاشت میلگرد کارتریجی به صورت دو جزئی بوده و عموماً جزء اول بر پایه رزین اپوکسی، پلی استر و وینیل استر و جزء دوم به عنوان سخت کننده بر پایه پلی آمین می‌باشد که به منظور نصب و استقرار بولت و یا آرماتور در سطوح مختلف بتنی، سنگی و چوبی به‌کار برده می‌شوند. از بین سه نوع چسب کاشت میلگرد اشاره شده، تجربه نشان داده است که بهترین نوع چسب نوع کارتریجی می‌باشد. از جمله مزایای این نوع چسب در کاشت میلگرد و بولت می‌توان به راحتی و سهولت در اجرا، پایین بودن خطای دستگاهی و انسانی و کیفیت بسیار بالا در کاشت انکرها اشاره نمود. همچنین در بخش‌های کرمو و ترک خورده بتن نیز بهترین مقاومت را از خود نشان می‌دهند. در کنار تمامی ‌مزایای ذکر شده می‌توان تنها عیب چسب‌های کاشت میلگرد کارتریجی نسبت به سایر چسب‌های تولیدی دیگر به قیمت بالای آن اشاره نمود.

چسب کاشت میلگرد حجمی ‌و کیلوگرمی‌ یا فله ای 

این چسب‌ها عموماً به صورت دو جزئی و یا سه جزئی می‌باشد، نوعی مخلوط ۳ جزئی بر پایه رزین اپوکسی بیسفنول و سخت کننده یا هاردنر پلی آمید می‌باشد. چسب کاشت میلگرد حجمی چسبندگی فوق‌العاده‌ای به سطوح مختلف بتنی و فولادی داشته و دارای خاصیت خود متراکمی و مقاومت‌های فوق‌العاده زیاد کششی و خمشی است.

پارامترهای مقایسه‌ای انواع چسب کاشت میلگرد

عمده تفاوت‌های فنی و عملکردی که در محصولات متنوع چسب کاشت میلگرد کارتریجی وجود دارند را می‌توان در موارد زیر لیست کرد:

• ویژگی‌های مقاومتی چسب کاشت میلگرد در مقابل بارهای استاتیکی، شبه دینامیکی و دینامیکی
• مقاومت انواع چسب کاشت میلگرد در مقابل محیطهای خورنده، آب‌های نمک‌دار و فاضلاب‌ها
• قابلیت‌های متفاوت اجرای سیستم کاشت میلگرد و بهره‌برداری در المان‌ها و سازه‌های با مصالح ساختمانی بتنی، چوبی و سنگی با مقاومت‌ها و ویژگی‌های گوناگون
• قابلیت یا عدم قابلیت اجرای سیستم کاشت میلگرد و بهره‌برداری در المان‌ها و سازه‌های ترک‌خورده و ترک‌نخورده
• درجه حرارت‌های مختلف تا رسیدن به حالت ژله‌ای شدن و یا زمان‌های مختلف تا پایان عمل‌آوری و گیرش چسب کاشت میلگرد.
• قابلیت اجرای کاشت میلگرد در سطوح و سوراخ‌های ایجاد شده در المان‌های بتنی با میزان رطوبت‌های مختلف و میزان تمیزی موقعیت‌های ذکر شده در خصوص گرد و خاک، چربی و مواد نفتی.
• قابلیت‌های مختلف در میزان راحتی اجرای عملیات انتقال و تزریق چسب کاشت میلگرد از نازل یا شلنگ تزریق به داخل سوراخ‌ها بسته به مقدار عمق کاشت مورد نظر.
• قابلیت یا عدم توانایی در خصوص اجرا و بهره‌برداری در سیستم‌های غیر ساختمانی نظیر کاشت انکر جهت استقرار تیرهای توزیع نیرو در کف پل‌ها و یا بزرگراه‌ها.

استانداردهای کسب شده جنبی دیگر نظیر قابلیت مقاومت در مقابل بارهای ناشی از آتش‌سوزی، شوک‌های الکتریکی و یا انفجار. هرچند که ممکن است این نوع بارها در زمان بسیار کوتاه و بر اثر حرارت‌های بسیار بالا، برخورد شدید و محیط‌های مستعد در مقابل انفجار و یا از بین رفتن قسمتی از سازه ایجاد شوند.

مشخصات یک چسب کاشت میلگرد خوب

در مجموع یک چسب کاشت میلگرد ایده‌آل باید مشخصات و ویژگی‌هایزیر را باید داشته باشد:

• قابلیت کاربرد و اجرای سریع و آسان
• مقاومت خوب در محیط‌های خورنده اسیدی و قلیایی و به تبع آن محافظت خوب از میلگرد و بولت کاشت شده در برابر خوردگی و زنگ زدگی
• قابلیت اجرا در بتن مرطوب و اجرای چسب کاشت میلگرد در داخل آب
• امکان استفاده در سطوح عمودی و افقی کاشت
• امکان اجرا در بتن‌های خاص نظیر بتن‌های سبک
• نداشتن حلال

داشتن چسبندگی زیاد و مناسب به بتن و میلگرد از خصوصیات قابل توجه این نوع چسب‌ها می‌باشد.
هر چند اجرای چسب کاشت میلگرد می‌تواند سبب گردد اعضای کاشت شده مقاومت کششی بالایی را تحمل کنند ولی هر گونه بی‌دقتی نظیر عدم توجه به مقادیر مجاز ذکر شده در جداول کاشت، منجر به شکست زودرس و قلوه کن شدن بتن همراه میلگرد یا بولت خواهد شد.

سوالات متداول جهت انتخاب چسب کاشت میلگرد خوب

اینکه جهت اجرای روش کاشت میلگرد یا بولت در بتن از چه برند، نوع و رده ای از چسب کاشت میلگرد استفاده کرد، خود به پارامترهای بسیار زیادی وابسته است که در ذیل با ذکر سوالات و عناوینی گوناگون به اختصار به آنها اشاره می‌شود:
  هدف از اجرای کاشت میلگرد چیست؟
  آیا هدف تقویت المان‌های سازه‌ای است و یا اینکه هدف از اجرا مربوط به سایر کارهای عمومی ‌در ساختمان و غیره می‌باشد. اگر هدف تقویت المان‌های ساختمانی است، برای چه المان‌هایی طرح تقویت به روش کاشت میلگرد یا بولت ارائه می‌گردد؟
در پاره‌ای از موارد کاربرد کاشت میلگرد و بولت نیازی به انجام محاسبات و جزئیات مناسب وجود ندارد. حال آنکه انجام محاسبات فنی دقیق برای کاشت میلگرد یا بولت که جزئی از سیستم سازه‌ای محسوب می‌شود الزامی ‌است. در این بین بررسی حالات شکست مهار و کاشت میلگرد صورت گرفته در بتن (تحت بارهای کششی، برشی یا ترکیب اینها) و جلوگیری از وقوع حالات شکست ترد، به خصوص در عملکرد سازه‌ای که در آن مباحث مربوط به شکل‌پذیری مطرح است، بسیار حائز اهمیت می‌باشد.
  در طرح تقویت یک المان به روش کاشت میلگرد یا بولت در چه سطوحی نیاز به اجرا و تقویت داریم؟
سطوح افقی، تخت، مایل، عمودی و یا سقفی، چرا که بعضی از تولیدکنندگان چسب‌ها به سبب خاصیت شره شدن (جاری شدن) برخی از چسب‌های کاشت، محدودیت‌های خاصی را در کاتالوگ‌های چسب تولیدی خود در این خصوص عنوان می‌کنند.
  آیا اجرای روش کاشت میلگرد، قرار است بر روی سطوح بتنی ترک خورده انجام پذیرد یا سطوح بتنی ترک نخورده؟
این خود یکی از مهم‌ترین عوامل انتخاب یک چسب می‌باشد، چراکه بسیاری از چسب‌ها فقط بر روی سطوح بتنی ترک نخورده قابل استفاده بوده و عملکردی مطلوب از خود به جای می‌گذارند.
شرایط محیطی محل تقویت شده به روش ایمپلنت در حال و آینده به چه صورت می‌باشد؟ احتمال قرارگیری بولت و میلگردها در آینده در معرض اکسیداسیون وجود دارد یا خیر؟ 
برخی از چسب‌ها توانایی محافظت کامل از میلگردهای کاشت شده و بولت‌ها را در آینده نخواهند داشت، در واقع بایستی عدم تاثیر پذیری چسب کاشت میلگرد از عوامل جوی و محیطی در انتخاب چسب حتما ملاک قرار گیرد.
سطوح بتنی که قرار است بر روی آن سوراخ‌کاری انجام شده سپس با عملیات تمیزکاری، گرد و خاک و عوامل مزاحم ناشی از عملیات مته زنی یا کرگیری از آن زدوده می‌شوند، هنگام شروع عملیات تزریق چسب کاشت میلگرد در داخل سوراخ‌ها کاملاخشک، مرطوب و یا مستغرق در آب می‌باشند؟
بسیاری از چسب کاشت میلگرد در مقابل گرد و خاک و یا رطوبت، چسبندگی کافی و عملکرد مطلوبی نخواهند داشت.
  آیا سطوح انکراژ شده هنگام بهره برداری در معرض مواد نفتی، آب دریا و فاضلاب قرار می‌گیرند یا خیر؟
چرا که برخی از چسب کاشت بولت تولید شده در مقابل این عوامل به مرور در معرض خوردگی و اضمحلال قرار خواهند گرفت.
 آیا چسب کاشت آرماتور انتخاب شده را ما می‌خواهیم صرفاً در جهت تزریق و تقویت سطوح بتن معمولی اجرا کنیم یا اینکه یک چسب چند منظوره جهت کارکرد در سایر سطوح مصالح دیگر نظیر سنگ، فولاد، چوب و بتنهای سبک نیز مورد نظر می‌باشد؟
نیازهای طراحی در روش کاشت آرماتور و میلگرد شامل چه مواردی می‌باشند؟
مقاومت برشی، مقاومت محوری فشاری، مقاومت محوری کششی، مقاومت خمشی و یا ترکیبی از موارد ذکر شده
حداقل مقادیر طرح هر یک از مقاومت‌های مورد نیاز چسب کاشت آرماتور جهت بهبود عملکرد در سطوح موردنظر چقدر می‌باشد؟
مثلا مقاومت فشاری ۷ روزه حدود ۹۰، مقاومت خمشی ۷ روزه ۴۰ و مقاومت کششی ۷ روزه ۱۰ مگاپاسکال
با توجه به دماهای نگهداری تعریف شده از سوی تولیدکنندگان برای چسب‌های مختلف کاشت میلگرد، بایستی توجه نمود که مکان انبار و نگه‌داری بسیاری از این مصالح حدود ۵ تا ۲۵ درجه سانتیگراد می‌باشد.
مدت زمان بهره‌برداری از طرح تقویت شده به روش کاشت میلگرد و یا بولت متغییر بوده، به طوری که در برخی از چسب‌ها پس از گذشت ۴۸ ساعت از زمان اتمام عملیات کاشت، بهره‌برداری و بارگذاری می‌تواند صورت گیرد، حال آنکه در برخی دیگر از محصولات تولیدی توسط تولیدکنندگان چسب کاشت، حتی تا ۷ شبانه روز پس از اجرای عملیات کاشت جهت بهره‌برداری زمان مورد نیاز می‌باشد.
آیا در طرح تقویت برای یک المان یا سازه و به ویژه در سازه‌هایی مانند پل‌ها، خستگی ناشی از بارهای رفت و برگشتی در آینده نظیر بارهای دینامیکی، حرکت جرثقیل‌ها، ضربه و غیره در چسب‌ها و اتصالات پیش‌بینی شده است یا هدف صرفا انتخاب یک چسب کاشت جهت طرح تقویت در مقابل بارهای استاتیکی موردنظر می‌باشد؟ 
برخی از چسب‌های کاشت میلگرد تا حدود زیادی انعطاف‌پذیر نمی‌باشند که این خود موجب می‌شود تا در اثر نیروی ناشی از بارهای ذکر شده، شکسته شوند. 
در زمان بهره‌برداری، دمای محیطی محل اجرای طرح تقویت با کاشت میلگرد در چه حدودی می‌باشد؟
برخی از چسب‌های معتبر کاشت میلگرد کمینه دمای مجاز محیطی برای چسب اجرا شده را به حداقل ۴۰- و حداکثر ۷۰+ درجه سانتیگراد محدود می‌کنند، حال آنکه در بسیاری دیگر از چسب‌های کاشت میلگردهای موجود در بازار ممکن است این مقادیر متفاوت باشند.
به عنوان نمونه مقاومت کششی یک چسب، در اکثر موارد وابسته به عمق کاشت میلگرد و اندازه قطر میلگرد و بولت‌ها می‌باشد که بایستی با توجه به تلاش‌های مورد نیاز طرح و عوامل دخیل ذکر شده، نوع چسب کاشت انتخاب گردد، با این اوصاف در پاره‌ای از موارد ضرایب اطمینانی حتی در حدود ۵۰ درصد کمتر از مقادیر مقاومتی عنوان شده در کاتالوگ‌های محصولات برای چسب‌ها پیشنهاد می‌گردد.
  آیا برای طرح کاشت میلگرد و یا بولت‌ها پس از اجرا و در زمان بهره‌برداری، مقاومت چسب کاشت آرماتور در مقابل آتش در طرح در نظر گرفته شده است؟
برخی از محصولات تولید کنندگان چسب‌‌هایمعتبر، توانایی تحمل آتش و حرارت تا دمایی حدود ۱۲۰ درجه سانتیگراد را دارا می‌باشند، در صورتی که در بسیاری دیگر از چسب‌های تولیدی موجود در بازار این مقدار ممکن است بسیار پایین تر از حدود ذکر شده باشد.