نحوه ی کاشت میلگرد در بتن

کاشت میلگرد یا تقویت لنگر چیست؟

کاشت میلگرد به حفاری روی بتن و سنگ دیوار و سایر بسترها و سپس تزریق چسب مهارکننده با استحکام بالا اطلاق می شود. سپس میله یا پروفیل فولادی را وارد کنید و میله فولادی و مواد پایه را بچسبانید. این نوعی از فناوری تقویت سازه رایج است. (جهت مطالعه بیشتر به فرق شناژ و فونداسیون مراجعه نمایید)

کاشت میلگرد نوعی فناوری تقویت کننده پست لنگر در مهندسی مقاوم سازی لرزه ای سازه ساختمان فعلی است که انتخاب خوبی برای کاربرد لنگر و بست بارهای سنگین است. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد چیست مراجعه نمایید)

بسیاری از سازه های بتنی در طول عمر خود به دلایل مختلف نیاز به بازسازی دارند. کیفیت پایین ساخت و ساز و مقاومت فشاری نسبتا پایین بتن و عدم انطباق با قوانین طراحی موجود یا به روز شده و ساختمان هایی که زلزله شدیدی را تجربه کرده اند. و عدم رعایت قوانین طراحی به روز شده می تواند خساراتی را ایجاد کند. (جهت مطالعه بیشتر به فورجینگ میلگرد مراجعه نمایید)

یکی از راه حل های مقاوم سازی سازه های بتنی نصب میلگرد در داخل اجزای سازه می باشد.

در این مقاله اثر کاشت میلگرد فولادی با قطر اسمی ثابت ۸ میلی متر به همراه دوطول مختلف (یعنی ۳۵ و ۵۵ میلی متر) و همچنین دو زاویه کاشت متفاوت (۰ تا ۴۵ درجه) به عنوان متغییر در نظر گرفته شده است.

بنابراین فرآیند کاشت میلگرد بر روی ۱۲ نمونه بتن استوانه ای کم مقاومت با مقاومت فشاری اولیه ۱۵.۵ مگاپاسکال انجام شده است.
نمونه های ستون بتنی پس از کاشت میلگرد تحت بار فشاری تک محوری مورد آزمایش قرار گرفتند. (جهت مطالعه بیشتر به مدیریت نوسان قیمت میلگرد مراجعه نمایید)

نتایج این مطالعه نشان داد که کاشت میلگرد به طور کلی منجر به افزایش مقاومت فشاری اولیه نمونه های بتنی می شود. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد کلاهک دار مراجعه نمایید)

نمونه های با طول کاشت ۳۵ و ۵۵ میلی متر به ترتیب شاهد افزایش متوسط ۱۷ و ۲۳ درصدی بودند.

همچنین با در نظر گرفتن زاویه کاشت میلگرد به عنوان پارامتر متغییر دیگر نتایج به دست آمده نشان داده که حداکثر بار فشاری برای هر دو نمونه ۳۵ میلی متری و ۵۵ میلی متری با زاویه کاشت ۰ تا ۴۵ درجه تقریبا همین افزایش را به دنبال داشت و به طور متوسط ۵ درصد بهبود یافته است. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد ارزان در بازار مراجعه نمایید)

تقویت اجزای سازه بتنی

محصور شدن نقش کلیدی در تقویت عناصر ساختاری محوری مانند ستون ها دارد. ثابت شده است که حبس یک روش کارآمد و محبوب برای این هدف است.

روش محدود کردن عناصر سازه ای مانند ستون ها می تواند به روش های مختلفی انجام شود. برای نشان دادن افزودن قفس فولادی و پوشش بتنی و استفاده از بسته بندی پلیمری تقویت شده با الیاف FRP روش های رایج هستند. بخش بتنی و استفاده از قفس فولادی می تواند به عنوان اولین روش موثر برای تقویت سازه های بتنی در نظر گرفته شود. (جهت مطالعه بیشتر به علل شکستن میلگرد مراجعه نمایید)

کاشت میلگرد معمولا در سازه ها برای اتصال یک بخش بتنی به یک عنصر جدید استفاده می شود. لازم به ذکر است که می توان آن را در هر دو بتن تازه و سخت شده انجام داد. کاشت میلگرد پس از عمل آوری بتن معمولا با یکی از روش های زیر انجام می شود :

• کاشت با چسب
• کاشت مکانیکی

در اولی پس از ایجاد سوراخ در بتن و پر کردن آن با نوع خاصی از چسب که معمولا رزین اپوکسی یا سیمان است کاشت میلگرد انجام می شود. باید در نظر گرفت که این روش از آنجایی که به راحتی در محل پروژه اعمال می شود رایج تر است. کاشت میلگرد با چسب شیمیایی از سال ۱۹۹۰ با تقویت و توسعه انواع پلی استر و وینیل استر و چسب اپوکسی به تدریج جایگزین کاشت مواد سیمانی شد. چسب های شیمیایی از یک پلیمر مخصوص و پرکننده مخلوط و معمولا از نوع سیلیس مصنوعی ساخته می شوند.

(جهت مطالعه بیشتر به مشخصات فنی میلگردهای بافق و ابرکوه مراجعه نمایید)

چانگ گئون چو و همکاران استفاده از کامپوزیت های سیمانی تقویت شده با الیاف با کارایی بالا ملات پاشیده شده همراه با میله های فولادی تقویت کننده اضافی ستون تقویت شده مربع شکل آرماتور طولی و عرضی روش مقاوم سازی پیشنهادی برای بهبود ظرفیت باربری کلی و تغییر شکل ستون های بتن مسلح معمولی تحت بارگذاری های چرخه ای کافی بوده است. علاوه بر این می تواند انرژی میرایی هیسترتیک ستون تقویت شده را در طول برگشت های بار چرخه ای افزایش دهد. (جهت خرید و بررسی به قیمت میلگرد مراجعه نمایید)

مواد بتن

بتن در این مقاله بر اساس طرح مخروطی ساخته شده اند که در آن مقاومت فشاری کمتر از ۱۷ مگاپاسکال است. شایان ذکر است که این مقدار حداقل مقاومت فشاری مورد نیاز برای بتن سازه ای می باشد. نمونه های بتن استوانه ای با استفاده از طرح مخلوط ارائه شده ساخته شده اند. سنگدانه ریز ماسه رودخانه ای طبیعی با مدول ظرافت ۲.۸ و سنگدانه درشت شن طبیعی با حداکثر اندازه ۱۹ میلی متر بود.

(جهت مطالعه بیشتر به خرید و فروش آهن آلات اعتباری به روش LC مراجعه نمایید)

سیمان مورد استفاده در پژوهش سیمان نوع ۲ ساخت کارخانه سیمان تهران بود. به منظور تعیین مقاومت فشاری طرح اختلاط فوق الذکر سه نمونه بتن استوانه ای استاندارد تحت آزمایش فشار تک مرحله محوری قرار می گیرند تا خواص مکانیکی بتن به دست آید.

فرآیند کاشت میلگرد در داخل بتن را نشان می دهد.

الف/ سوراخ کردن بتن ها

ب/ تمیز کردن سوراخ ها قبل از ریخته گری چسب

ج/ ریخته گری چسب

ترتیب کاشت میلگرد برای

الف) نمونه L55 A0

ب) نمونه L55 A45

ج) نمونه L35 A0

د) نمونه L35 A45

آرماتورهای فولادی یکی از نقش های مهم در طراحی و استحکام و پایداری سازه است. به دلیل ویژگی های فولاد و بتن (مقاومت کششی و فشاری و قابلیت قالب گیری) ترکیب میله فولادی با بتن به سازه بتنی پایداری و استحکام می بخشد و امکان طراحی های تخصصی مانند سازه های کنسولی و دال های بتنی نازک تر و کمتر و غیره را فراهم می کند. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد کلاف چیست مراجعه نمایید)

طراحی ساختار یافته و عملکرد و پایداری آن تا حد زیادی به موقعیت صحیح و دقیق میلگرد تقویت شده فولادی بستگی دارد.  قرار دادن جزئیات و موقعیت آرماتور و تعداد میله های مورد نیاز طول میله و خم ها را مشخص می کند.

قرارگیری دقیق میلگرد تقویت شده مقدار مناسب پوشش بتنی را نشان می دهد که به محافظت از میلگردها در برابر خوردگی و افزایش استحکام سازه بتنی کمک می کند. به همین دلیل است که جدا از خدمات میلگرد قرارگیری دقیق میلگرد فولادی برای طراحی سازه حیاتی است و از هر گونه شکست سازه ای جلوگیری می کند. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد حرارتی مراجعه نمایید)

نظارت و اطمینان از قرارگیری صحیح میلگرد فولادی بر عهده آهن کار و سرکارگر و پیمانکار و بازرس است.

قرارگیری میلگرد فولادی

شبکه ای از سیم های فولادی تقویت کننده را میلگرد فولادی می گویند. از میلگرد فولادی در سازه های بتن مسلح و بنایی برای مقاوم سازی استفاده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به لیستوفر میلگرد یا خمش میلگرد BBS‌ مراجعه نمایید)

فولاد تقویت شده می تواند نیروهای فشاری بالایی را تحمل کند اما تحت کشش می شکند زیرا استحکام کششی کمی دارد و نیاز به تقویت دارد. مقاومت کششی بالا میلگرد آن را برای ریخته گری با سازه بتنی ایده آل می کند. با افزایش مقاومت کششی و توانایی حمل بارهای کششی و سازه ساختمان را تقویت می کند.

همانطور که در سازه های ساختمانی بزرگ مشاهده می شود. یک سازه بتنی مسلح شده با فولاد می تواند کشش بالایی را تحمل کند و به راحتی شکسته نمی شود. (جهت مطالعه بیشتر به آزمایش خاک مراجعه نمایید)

میلگرد فولادی به شکل قفس میلگرد با تکیه گاه میلگردها و میلگردهای بتنی یا پلاستیکی ساخته و قرار می گیرد.این اسپیسرها میلگرد فولادی را از چارچوب بتنی که پوشش بتنی را تشکیل می دهد برای جاسازی مناسب جدا می کند. (جهت مطالعه بیشتر به اهمیت کنترل کیفیت در تولید آهن مراجعه نمایید)

این قفس های میلگرد با جوش نقطه ای و سیم فولادی و ردیف میلگرد برقی و یا حتی با اتصالات مکانیکی به یکدیگر متصل می شوند.

رکاب ها قسمت بیرونی قفس میلگرد را تشکیل می دهند. که به طور منظم در امتداد یک ستون یا تیر قرار می گیرد تا موقعیت میلگرد سازه ای را در هنگام بتن ریزی ثابت کند همچنین به افزایش ظرفیت برشی بتن مسلح کمک می کند.

آرماتورها نیز به شکل رول قرار می گیرند که به عنوان سیستم اجرای رول شناخته می شود که در آن مقدار زیادی مورد نیاز است. این یک عمل مقرون به صرفه و صرفه جویی در زمان است. زیرا معمولا در خارج از محل تهیه می شود و در محل باز می شود. و به طور گسترده ای برای دال ها و دیوارها و رمپ ها و پایه های جرمی انرژی باد و غیره استفاده می شود. (جهت مطالعه بیشتر به میلگرد بستر مراجعه نمایید)

 

اهمیت قرارگیری دقیق میلگرد فولادی

قرارگیری دقیق و مناسب میلگرد فولادی برای استحکام و عمر سازه بسیار مهم است. سازه شکست خورده نتیجه قرارگیری نامناسب میلگرد است. و یک سازه شکست خورده نه تنها فروپاشی یک سازه را نشان می دهد. اگر سازه مطابق انتظار یا طراحی شده عمل نکند.

آنگاه شکست سازه نیز هست. به عنوان مثال اگر یک پل در هنگام استفاده بیش از سطح تحمل خود منحرف شود. ساختار ناموفق یا شکست خورده ای را نشان می دهد. حتی تعمیرات پر هزینه و تعویض زودهنگام قطعات سازه نشانه شکست ساختار است.

(جهت خرید و بررسی به خواص مکانیکی میلگردهای بافق مراجعه نمایید)

میلگردهای تقویت کننده پس از نصب به شرح زیر است:

الف/ میلگردهای تقویت کننده پس از نصب در بتن موجود در یک طرف رابط تعبیه شده و معمولا در سمت دیگر رابط به بتن جدید ریخته می شوند. میله ها ممکن است به قلاب یا سر در انتهای ریخته گری مجهز باشند.

ب/ میلگردهای تقویت کننده پس از نصب برخلاف لنگرها اغلب با پوشش بتنی کوچک نصب می شوند. که در آن قطر میلگرد آرماتور و پوشش بتنی است. در چنین مواردی استحکام تحت بارگذاری کششی اتصال میلگرد تقویت کننده پس از نصب معمولا توسط مقاومت شکافی بتن محدود می شود. که مشخصه آن شکاف هایی است که در طول میله ایجاد می شوند.

ج/ میلگردهای تقویت کننده پس از نصب معمولا برای مقاومت در برابر بارگذاری برشی مستقیم به روش پیچ لنگر و d طراحی نمی شوند.

(جهت مطالعه بیشتر به افزایش قیمت میلگرد در میان رشد تقاضا مراجعه نمایید)

میلگردهای تقویت کننده پس از نصب قالبا برای توسعه تنش طراحی شان با استفاده از طول لنگر مورد نیاز و طول لنگر طراحی و طول اتصال در Eurocode2‌ تعبیه می شوند. به منظور دستیابی به شکل پذیری سازه و تنش طراحی اغلب نزدیک به مقاومت تسلیم طراحی خواهد بود.

در برخی موارد خاص تنش کششی در میلگردهای تقویت کننده پست نصب شده باید مستقیم باشد.

به داخل بتن منتقل می شود در چنین مواردی با در نظر گرفتن لنگرها طراحی می شوند. روش CCD‌ دو تئوری میلگرد و تئوری لنگر ویژگی های عجیبی دارند.

این راهنما اطلاعاتی در مورد طراحی و جزئیات و نصب میلگردهای تقویت کننده پس از نصب ارائه می دهد به طراحی لنگرهای چسبی که توسط آن اداره می شود توجهی نمی کند.

 

جهت مطالعه بیشتر به میلگرد  مراجعه فرمایید.