چسب کاشت میلگرد یکی از مهمترین مصالح مهندسی در پروژههای مقاومسازی و توسعه سازههای بتنی محسوب میشود. این محصول امکان اتصال مطمئن میلگرد یا انکربولت به بتن سختشده را فراهم میکند و به همین دلیل در بسیاری از پروژههای عمرانی مورد استفاده قرار میگیرد.
در بسیاری از پروژههای عمرانی، افزودن بخشهای جدید به سازه موجود یا تقویت عناصر قدیمی ضروری است. گاهی روشهای سنتی اتصال پاسخگوی نیازهای فنی یا اجرایی نیستند. در چنین موقعیتی، استفاده از چسب کاشت میلگرد بهترین گزینه است؛ زیرا با ایجاد پیوندی مقاوم بین میلگرد و بتن، انتقال نیرو را بهصورت ایمن و پایدار تضمین میکند.
این چسبها معمولاً بر پایه رزینهای اپوکسی، پلیاستر یا وینیلاستر تولید میشوند. نوع اپوکسی به دلیل مقاومت مکانیکی بالا، چسبندگی عالی و دوام مناسب در پروژههای سازهای سنگین کاربرد بیشتری دارد.
تفاوت چسبهای اپوکسی با سایر چسبهای کاشت
در بازار مصالح ساختمانی انواع مختلفی از چسبهای کاشت میلگرد وجود دارد. مهمترین این دستهها شامل چسبهای پلیاستر، وینیلاستر و اپوکسی هستند. هر یک از این چسبها ویژگیهای خاص خود را دارند.
چسبهای پلیاستر معمولاً قیمت پایینتری دارند و برای کاربردهای سبک مناسب هستند. با این حال مقاومت مکانیکی و شیمیایی آنها نسبت به سایر گزینهها کمتر است.
چسبهای وینیلاستر مقاومت بهتری در برابر شرایط محیطی دارند و در برخی پروژههای صنعتی استفاده میشوند.
در مقابل، چسبهای اپوکسی اصلاحشده بالاترین سطح چسبندگی و مقاومت مکانیکی را ارائه میدهند. به همین دلیل در پروژههای سازهای مهم و عملیات مقاومسازی سنگین بیشتر از این نوع چسب استفاده میشود. محصولات مهندسی شده پوشش صدر نیز بر پایه رزینهای اپوکسی اصلاحشده طراحی شدهاند تا در پروژههای عمرانی عملکرد قابل اعتمادی ارائه دهند.
کاربردهای چسب کاشت میلگرد در پروژههای عمرانی
استفاده از چسب کاشت میلگرد در پروژههای ساختمانی و صنعتی بسیار گسترده است. مهندسان سازه از این روش برای اتصال اعضای جدید به بتن موجود استفاده میکنند. این فناوری به افزایش ظرفیت باربری سازه کمک میکند و امکان اصلاح یا تقویت سازه را بدون تخریب گسترده فراهم میسازد.
مهمترین کاربردهای این روش عبارتاند از:
- تقویت مقاطع بتنی
- افزایش ابعاد فونداسیون برای افزایش ظرفیت باربری
- اتصال اعضای جدید به سازه موجود
- اصلاح خطاهای اجرایی در پروژه
- پایدارسازی اجزای آسیبدیده
- نصب صفحات فلزی و تجهیزات صنعتی
- اتصال سازههای فولادی به بتن
در بسیاری از پروژههای مقاومسازی، کاشت میلگرد بهعنوان یک فرآیند مکمل در کنار روشهایی مانند ژاکت بتنی یا استفاده از FRP به کار میرود.
استفاده از چسب کاشت در استاندارد EN1504
مطابق استاندارد EN1504، اصل چهارم این استاندارد به افزایش ظرفیت باربری سازههای بتنی اختصاص دارد. در این بخش، روشهای مقاومسازی به هفت گروه مختلف تقسیم شدهاند.
| ردیف | روش های هفتگانه | مکانیزم افزایش ظرفیت |
| 4- 1 | افزودن یا جایگزینی میلگرد های داخلی یا خارجی | مسلح سازی (reinforcement) |
| 4- 2 | افزودن میلگرد در حفره های از پیش تعبیه شده یا حفاری شده | مسلح سازی (reinforcement) |
| 4- 3 | مسلح سازی از طریق صفحه اتصالی | مسلح سازی (reinforcement) |
| 4- 4 | افزودن ملات یا بتن | افزایش ظرفیت باربری با افزایش ضخامت |
| 4- 5 | تزریق در ترکها، حفرهها یا شکافها | مقاومسازی ترکها، حفرهها و شکافها |
| 4- 6 | پرکردن ترکها، حفرهها یا شکافها | مقاومسازی ترکها، حفرهها و شکافها |
| 4- 7 | پیشتنیدگی (پسکشیدگی) | افزایش ظرفیت باربری کل اِلِمان سازهای |
در این استاندارد استفاده از انکرهای شیمیایی ارتباط مستقیمی با روش 4-2 دارد و در کنار آن میتواند روشهای 4-1 و 4-4 را نیز تکمیل کند. زمانی که طراح سازه برای افزایش ضخامت المانهای بتنی یا تقویت بخشهایی مانند فونداسیون، تیر، ستون یا دیوار برشی نیاز به اتصال بتن جدید به بتن موجود داشته باشد، استفاده از انکرهای شیمیایی به عنوان راهکاری مؤثر مطرح میشود.
در چنین شرایطی، اجرای صحیح کاشت میلگرد با چسب اپوکسی باعث ایجاد پیوستگی مناسب بین اجزای سازه و افزایش ظرفیت باربری خواهد شد.
الزامات طراحی در کاشت میلگرد با چسب اپوکسی
الزامات طراحی مربوط به چسبهای کاشت از سال 2011 در آییننامه طراحی سازههای بتنی ACI 318 گنجانده شد. این آییننامه عوامل مختلفی را در عملکرد اتصال شیمیایی مؤثر میداند. مهمترین این عوامل عبارتاند از:
- جهت قرارگیری میلگرد (عمودی، افقی یا بالاسری)
- نوع بارگذاری وارد بر اتصال
- کیفیت اجرای کار و تمیز بودن سوراخ
- شرایط محیطی مانند دمای هوا
- خشک یا مرطوب بودن سوراخ حفاری
- روش سوراخکاری (دریل چکشی یا مغزهگیر)
- مهارت و صلاحیت نیروی اجرایی
هر یک از این عوامل میتواند بر میزان چسبندگی بین میلگرد و بتن تأثیر بگذارد و در نتیجه عملکرد نهایی اتصال را تغییر دهد.
مراحل اجرای صحیح چسب کاشت میلگرد
اجرای صحیح چسب کاشت میلگرد نقش مهمی در عملکرد نهایی سیستم دارد. حتی بهترین چسب نیز در صورت اجرای نادرست عملکرد مطلوبی نخواهد داشت.
مرحله اول: تعیین ابعاد سوراخ
در ابتدا باید قطر و عمق سوراخ بر اساس استانداردهای طراحی و جدول فنی محصول تعیین شود.
مرحله دوم: حفاری بتن
ایجاد سوراخ در بتن معمولاً با دریل چکشی یا دستگاه مغزهگیر انجام میشود. انتخاب ابزار مناسب باعث افزایش دقت و کیفیت سوراخ خواهد شد.
مرحله سوم: تمیزکاری سوراخ
پس از حفاری باید گرد و غبار داخل سوراخ کاملاً حذف شود. این کار با استفاده از فشار هوا و فرچه سیمی انجام میشود. تمیزکاری صحیح یکی از مهمترین عوامل در افزایش چسبندگی است.
مرحله چهارم: تزریق چسب
در این مرحله چسب توسط گان مخصوص داخل سوراخ تزریق میشود. معمولاً حدود دو سوم حجم سوراخ با چسب پر میشود.
مرحله پنجم: قرار دادن میلگرد
میلگرد باید بهصورت چرخشی داخل سوراخ قرار گیرد. این حرکت باعث توزیع یکنواخت چسب در اطراف میلگرد میشود.
مرحله ششم: پاکسازی چسب اضافی
پس از نصب میلگرد، چسب اضافی از دهانه سوراخ خارج میشود و باید تمیز شود. سپس تا زمان گیرش اولیه، میلگرد باید در محل خود ثابت بماند.
نکات اجرایی مهم در استفاده از چسب کاشت میلگرد
اجرای صحیح سیستم کاشت میلگرد تنها به انتخاب محصول مناسب محدود نمیشود. حتی بهترین چسب کاشت میلگرد نیز در صورتی که مراحل اجرا بهدرستی رعایت نشود، نمیتواند عملکرد مطلوبی ارائه دهد. به همین دلیل در پروژههای عمرانی حرفهای، توجه به جزئیات اجرایی اهمیت بسیار زیادی دارد. رعایت استانداردهای اجرایی، استفاده از ابزار مناسب و کنترل شرایط محیطی از جمله عواملی هستند که کیفیت نهایی اتصال میلگرد به بتن را تعیین میکنند.
ابعاد سوراخ کاشت میلگرد
ابعاد سوراخ حفاری یکی از مهمترین پارامترهای طراحی در این روش محسوب میشود. طبق استاندارد ACI 355.4، قطر سوراخ میتواند حداکثر تا 1.5 برابر قطر میلگرد در نظر گرفته شود. همچنین عمق کاشت معمولاً بین 4 تا 20 برابر قطر میلگرد تعیین میشود.
با توجه به این محدودهها و ویژگیهای هر محصول، تولیدکنندگان جدولهای راهنمای مخصوصی برای تعیین دقیق قطر سوراخ، عمق کاشت و مقدار مصرف چسب ارائه میکنند.
خطاهای رایج در اجرای کاشت میلگرد
در بسیاری از پروژهها برخی اشتباهات اجرایی میتواند باعث کاهش عملکرد سیستم کاشت شود. شناخت این خطاها به جلوگیری از مشکلات سازهای کمک میکند.
یکی از رایجترین خطاها، تمیز نکردن کامل سوراخ است. باقی ماندن گرد و غبار باعث میشود چسب به بتن نچسبد و اتصال ضعیفی ایجاد شود.
اشتباه دیگر، تزریق مقدار نامناسب چسب است. اگر چسب کمتر از حد لازم تزریق شود، فضای خالی در اطراف میلگرد باقی میماند. در مقابل تزریق بیش از حد نیز باعث هدررفت چسب و آلودگی سطح کار میشود.
عدم رعایت زمان گیرش نیز از دیگر مشکلات رایج است. در برخی موارد بارگذاری میلگرد قبل از سخت شدن کامل چسب انجام میشود که میتواند باعث کاهش مقاومت اتصال شود.
عوامل مؤثر بر مقاومت چسبندگی
فاصله میلگردها از یکدیگر
با افزایش قطر میلگرد، عمق کاشت نیز افزایش پیدا میکند. در چنین شرایطی لازم است فاصله بین میلگردها بیشتر در نظر گرفته شود. رعایت این فاصلهها باعث توزیع مناسب نیرو در بتن و جلوگیری از شکست موضعی خواهد شد.
| قطر میلگرد (mm) | 8 Φ | 10 Φ | 12 Φ | 14 Φ | 16 Φ | 20 Φ | 25 Φ | 28 Φ | 32 Φ |
| حداقل فاصله مجاز میلگردها (mm) | 70 | 80 | 100 | 120 | 120 | 180 | 220 | 280 | 310 |
| حداقل فاصله ایمن (mm) | 160 | 180 | 220 | 250 | 250 | 340 | 420 | 540 | 600 |
فاصله میلگرد از لبه بتن
در نزدیکی لبههای بتن، تمرکز تنش افزایش مییابد. بنابراین با افزایش قطر میلگرد و عمق کاشت، باید فاصله مناسب از لبه بتن رعایت شود تا احتمال شکست کاهش پیدا کند.
| قطر میلگرد (mm) | 8 Φ | 10 Φ | 12 Φ | 14 Φ | 16 Φ | 20 Φ | 25 Φ | 28 Φ | 32 Φ |
| حداقل فاصله از لبه (mm) | 55 | 60 | 70 | 90 | 90 | 120 | 140 | 180 | 210 |
| حداقل فاصله ایمن (mm) | 80 | 90 | 110 | 140 | 140 | 180 | 210 | 270 | 300 |
مقاومت فشاری بتن
افزایش مقاومت فشاری بتن تأثیر محدودی بر چسبندگی اتصال دارد. آییننامه ACI 318 نیز به این موضوع اشاره کرده و نشان میدهد که کیفیت اجرای کار معمولاً نقش مهمتری نسبت به مقاومت بتن ایفا میکند.
| ضریب تأثیر مقاومت بتن | مقاومت فشاری آزمونه استوانهای (30×15) MPa | مقاومت فشاری آزمونه مکعبی (15×15) MPa |
| 00/1 | 20 | 25 |
| 03/1 | 25 | 30 |
| 06/1 | 30 | 37 |
| 10/1 | 35 | 45 |
| 13/1 | 40 | 50 |
| 15/1 | 45 | 55 |
| 18/1 | 50 | 60 |
تأثیر دما
دمای محیط میتواند بر عملکرد چسب اثر بگذارد. اجرای کار در دمای کمتر از 5 درجه سانتیگراد یا قرار گرفتن اتصال در دمای بیش از 60 درجه سانتیگراد ممکن است مقاومت چسبندگی را کاهش دهد.
| ضریب تأثیر دمای کاربری | ضریب تأثیر دما هنگام سخت شدن ماده | دمای ماده (°C) |
| 0/1 | 8/0 | 0 |
| 0/1 | 0/1 | 5 |
| 0/1 | 0/1 | 40 |
| 0/1 | – | 50 |
| 85/0 | – | 60 |
| 62/0 | – | 70 |
| 50/0 | – | 80 |
روش ارزیابی کیفیت چسب کاشت
برای بررسی عملکرد انکرهای شیمیایی از آزمایش Pull-Out استفاده میشود. این روش در راهنمای تاییدیه فنی اروپا ETAG 001 و استاندارد ACI 355.4 معرفی شده است.
در این آزمایش، میلگرد کاشته شده توسط یک جک هیدرولیکی تحت نیروی کششی قرار میگیرد. با افزایش نیرو، رفتار اتصال بررسی میشود.
پس از انجام آزمایش معمولاً یکی از حالتهای زیر رخ میدهد:
- میلگرد دچار تغییر شکل شده و گسیخته میشود.
- بتن ترک میخورد و بخشی از بتن همراه میلگرد جدا میشود.
- اتصال در محل چسب از هم جدا میشود.
در حالت اول و دوم، شکست در ناحیه چسب رخ نمیدهد و عملکرد اتصال مناسب ارزیابی میشود. اما در حالت سوم لازم است نتایج بر اساس الزامات استاندارد بررسی شوند. در صورت عدم دستیابی به نتایج مطلوب، باید روش اجرا اصلاح شود یا از چسب مناسبتری استفاده شود.
انتخاب چسب مناسب برای کاشت میلگرد
امروزه انواع مختلفی از چسب های کاشت بولت در بتن توسط شرکت های تولید کننده گوناگون ارائه می شود.این چسب های کاشت بولت و میلگرد دارای ترکیبات شیمیایی و مشخصات مقاومتی مختلفی می باشند و در دو نوع بسته بندی عرضه میشوند.
چسب های کاشت 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 355-4 ACI چسب های فله ای بدون کنترل اتوماتیک شامل موارد مندرج در این استاندارد نمی باشدو از نظر این موسسه فاقد اعتبار است.
انتخاب چسب مناسب اهمیت زیادی در عملکرد سیستم دارد. چسبهای اپوکسی اصلاحشده معمولاً بهترین گزینه برای کاربردهای سازهای محسوب میشوند.
چسبهای کارتریجی نسبت به نوع فلهای مزایای بیشتری دارند. این محصولات امکان اختلاط دقیق اجزا و تزریق کنترلشده را فراهم میکنند.
محصولات مهندسیشده پوشش صدر بر پایه رزین اپوکسی اصلاحشده تولید میشوند و ویژگیهای زیر را ارائه میدهند:
- چسبندگی بسیار بالا به بتن و فولاد
- مقاومت مکانیکی زیاد در برابر بارگذاری
- مقاومت شیمیایی مناسب
- سخت شدن بدون ایجاد تنش در بتن
- محافظت از میلگرد در برابر خوردگی
- سهولت در اجرا
- زمان کارپذیری مناسب در شرایط دمایی مختلف
این ویژگیها باعث میشود این نوع چسبها در پروژههای مقاومسازی، نصب تجهیزات سنگین و توسعه سازههای بتنی کاربرد گستردهای داشته باشند.
معرفی چسب کاشت دوال کارتریج PSI-BOND RA-500
چسب کاشت PSI-BOND RA-500 تولید شده توسط پوشش صدر بر پایه رزین اپوکسی اصلاحشده طراحی شده است.این چسب بدون حلال است که در مقایسه با سایر موارد متداول مانند بنیان پلی استر و وینیل استر، بیشترین مقاومت چسبندگی و مکانیکی را دارد و در عملیات سنگین مهندسی بسیار پر کاربرد می باشد.
مهمترین ویژگیهای این چسب عبارتاند از:
- چسبندگی بسیار بالا به بتن و میلگرد
- زمان کارپذیری مناسب حتی در دمای بالا
- سخت شدن بدون ایجاد فشار در بتن
- تحمل بارگذاری زیاد
- فاقد حلال و مواد آلی فرار
- محافظت از میلگرد در برابر خوردگی
- امکان استفاده در بتنهای سبک
- اجرای آسان
- مقاومت بالاتر نسبت به چسبهای پلیاستر و وینیلاستر
- زمان نگهداری طولانی
موارد کاربرد این چسب به شرح زیر می باشد:
- استفاده در نواحی لرزه ای
- کاشت در بتن های ترک دار
- کاشت میلگرد با سایز بالا
- کاشت در مقاطع مرطوب
- کاشت در عمق های زیاد
مقایسه فنی چسب اپوکسی
| Property | Hilti HIT-RE 500 V3 | PSI-BOND RA-500 |
| Bond Strength ASTM C882-13A (2 days cure) | 10.8 MPa | 15.5 MPa |
| Bond Strength ASTM C882-13A (14 days cure) | 11.7 MPa | 16 MPa |
| Compressive strength ASTM D695 | 82.7 MPa | 100 MPa |
| Curing Time (Time work @ 25 ˚C) | 27 min | 30 min |
| Curing Time (Hard dry @ 25 ˚C) | 4 h | 7 h |
ابعاد سوراخ و مقدار مصرف چسب
با توجه به استاندارد ACI 355.4 و ویژگیهای فنی محصول، جدول مشخصات ابعاد سوراخ و مقدار مصرف چسب برای سایزهای مختلف میلگرد ارائه میشود.
| قطر میلگرد Φ (mm) | 8 Φ | 10 Φ | 12 Φ | 14 Φ | 16 Φ | 20 Φ | 25 Φ | 28 Φ | 32 Φ |
| قطر سوراخ با دریل (mm) | 12 | 14 | 18 | 20 | 22 | 26 | 30 | 36 | 40 |
| عمق سورا خ(mm) | 90 | 100 | 115 | 135 | 145 | 185 | 220 | 280 | 310 |
| عمق اسمی کاشت میلگرد (mm) | 85 | 95 | 110 | 130 | 140 | 180 | 210 | 270 | 300 |
| حداقل ضخامت بتن (mm) | 110 | 130 | 140 | 180 | 190 | 230 | 270 | 340 | 380 |
| تعداد سوراخهای قابل پر شدن با هر کارتریج | 85 | 55 | 28 | 22 | 18 | 9 | 7 | 4 | 3 |
این اطلاعات به مهندسان و مجریان کمک میکند تا مقدار دقیق چسب مورد نیاز و ابعاد مناسب سوراخ را برای هر پروژه تعیین کنند. رعایت این موارد نقش مهمی در دستیابی به عملکرد مطلوب سیستم اتصال خواهد داشت.
نتایج آزمون چسب کاشت میلگرد PSI-BOND RA-500
اجرای مقاوم سازی به وسیله کاشت میلگرد در پروژه توسط تیم اجرایی شرکت پوشش صدر ایرانیان
نتایج آزمون تست کشش میلگرد در همان پروژه(PULL OUT)
