گروت به‌عنوان مصالح ساختمانی
گروت به‌عنوان مصالح ساختمانی
در روزهای آتی در کانال همراه ناظر به بررسی فنی گروت به‌عنوان مصالح ساختمانی پرداخته و موارد زیر را مطرح خواهد شد:
1- گروت چیست
2- مخلوط گروت آماده
3- انواع گروت
4- روش‌های گروت‌ریزی
5- روش عمومی مصرف و اجرای گروت (به صورت مصور و مرحله به مرحله)
به‌عنوان یک نکته مهم و قابل‌توجه در این قسمت به بند 11-1-8-3-12 مبحث 11 ویرایش سال 1394 اشاره می گردد:
"تکمیل اتصالات سازه‌ای و پر کردن ملات زیر ورق‌های کف ستون نصب‌شده، نباید تا هنگامی‌که بخش قابل قبولی از سازه، تراز، شاقول، همبر و مهاربندی‌شده باشد، انجام شود."
ولی آنچه در حال حاضر در اغلب کارگاه‌های ساختمانی ملاحظه می‌گردد این است که قبل از نصب اسکلت فلزی (به‌صورت سنتی) با استفاده از گروت‌ریزی (که معمولاً ملات ماسه سیمان با عیار نسبتاً زیاد است) صفحه‌ستون‌ها را نصب و تراز می‌کنند!
گروت چیست؟
- گروت از آب، سیمان، ماسه و افزودنی‌های متداول دیگر تشکیل‌شده است. درواقع می‌توان گروت را چیزی شبیه به ملات دانست که جهت پر کردن فضاهای خالی و ترک‌های بزرگ ناشی از لایه‌لایه شدن و یا خرد شدن بتن استفاده می‌شود.
- مهمترین مزایای گروت این است که مکانی که در آن گروت ریخته می‌شود را کاملاً پر می‌کند. گروت‌ها به‌گونه‌ای طراحی و فرموله می‌گردند که ضمن ایجاد اتصال پایدار بین اجزای سازه‌ای (معمولاً فوقانی و تحتانی)، توان جذب نیروهای وارده و انتقال آن‌ها به بخش زیر کار را داشته باشند.
- مخلوط‌های گروت آماده جهت مصارف مختلفی مانند زیر صفحه‌ستون‌ها، نصب ریل ماشین‌آلات و… کاربرد دارند.
بررسی گروت به‌عنوان مصالح ساختمانی
مخلوط گروت آماده
ملات‌های گروت طراحی شده برای گروت کاری می باید پاسخگوی کاربردها عملکردها و نیازهای مشخصی همچون موارد زیر باشند:
- قوام یافته و سیال باشند و در حالت معمولی جاری شوند؛
- دچار جداشدگی آب و سنگدانه از هم نشده و ته‌نشین نشوند؛
- دچار جمع شدگی قابل‌ملاحظه نشوند؛
- توان نگهداری آب ملات بتنی و سیمان را داشته باشند؛
- در حداقل زمان به مقاومت مطلوب دست یابند.
مجموعه ویژگی‌های بالا نیازمند همگونی مخلوط مواد چسباننده و مصالح سنگی ومواد افزودنی است. ملات‌های آماده تحت شرایط کنترل‌شده و فرموله شده و از پیش مخلوط شده در کارخانه بسته‌بندی می‌شوند.
ازآنجایی‌که خصوصیات عملکرد این مواد به‌طور دقیق مشخص و معلوم است اگر طبق راهنمای سازنده به کار رود و همچنین به طور مناسب تحکیم و عمل‌آوری شوند نتایج رضایت بخشی را به دنبال خواهد داشت.
انواع گروت:
۱- گروت منبسط شونده بر پایه سیمان؛
۲- گروت سیمانی اصلاح شونده؛
۳- گروت اپوکسی دوجزئی و یا سه‌جزئی؛
۴- گروت آماده منبسط شونده.
هرکدام از انواع گروت ها خصوصیات عملکردی مشخص و منحصربه‌فردی دارند که بسته به شرایط و خواسته‌های موردنیاز استفاده می‌شوند.
گروت سیمانی منبسط شونده:
گروت سیمانی منبسط شونده دارای مقاومت اولیه و نهایی بالا و زودرس است که به دمای آب و هوایی محیط و زمان مصرف بستگی دارد.
این گروت به‌صورت پودر خشک بسته بندی‌شده آماده مصرف است و دارای سنگدانه می باشد و در هنگام ترکیب با آب دارای خصوصیت ویژه انبساط حجمی دو مرحله است.
انبساط اولیه آن حاصل تصعید گازها بوده و هنگامی به وقوع می‌پیوندد که پودر آن با آب ترکیب شود و به مدت ۱۵ تا۳۰ دقیقه به طول می‌انجامد. مرحله دوم انبساط در اثر واکنش شیمیایی گیرش ملات است که یک یا دو روز پس از مخلوط شدن آغاز می‌شود.
گروت پلیمری:
گروت سیمانی اصلاح‌شده با مواد پلیمری دارای دو جزء می‌باشد که در هنگام گروت ریزی کافی است این دو جزء باهم مخلوط شوند:
1. جزء مایع اول: رزین پلیمری؛
2. جزء مایع دوم: مخلوط سیمان با مقاومت بالا و دانه‌بندی ویژه با ماسه سیلیسی شکری با بهترین خواص روان کنندگی است.
خصوصیات گروت پلیمری:
1. مقاومت کششی و خمشی بالا؛
2. خاصیت آب‌بند کنندگی مطلوب؛
3. مقاومت سایشی بالا؛
4. پیوندی قوی با زیرسازی معدنی؛
5. مقاومت بالا در برابر اثر آب شور دریا.
گروت اپوکسی:
گروت اپوکسی شکل پذیر و بدون حلال و شامل ۳ جزء می باشد که در هنگام مصرف کافی است ۳ جزء باهم مخلوط شوند:
جزء اول: رزین اپوکسی بیس فنول آ؛
جزء دوم: هاردنر پلی آمینی؛
جزء سوم: پرکننده (فیلر).
خصوصیات گروت اپوکسی:
از ویژگی‌های گروت اپوکسی استحکام و چسبندگی بالای آن است که علاوه بر بالا بودن مقاومت‌های مکانیکی و شیمیائی، ماده ای ایده‌آل جهت انواع کارهای تعمیراتی و نصب ماشین‌آلات فوق سنگین که نیاز به چسبندگی زیاد و مقاومت‌های فشاری و خمشی بسیار بالا دارند می‌باشد.
خصوصیات اصلی این نوع گروت ها عبارتند از:
1. سخت شدن سریع سازه که بستگی به دمای محیط دارد؛
2. مقاومت در برابر ارتعاشات شدید؛
3. قابلیت بالای چسبندگی به زیر کارهای معدنی و فولادی؛
4. سخت شدن بدون جمع شدگی؛
5. مقاومت در برابر حملات شیمیایی مقاومت مکانیکی بالا.
روش‌های گروت ریزی:
به‌طورکلی دو روش گروت ریزی در داخل حفرات وجود دارد که عبارتند از:
۱- گروت یا ملات خشک: در این روش ملات با استفاده از نیروی تراکمی جایگذاری می‌شود.
۲- گروت سیال: به علت روانی در هنگام ریختن، گروت خودبه‌خود جایگذاری می‌شود.
روش گروت سیال در محل‌هایی که حفرات تقریباً بسته و مسدود و غیرقابل دسترسی بوده و بیرون از آن گروت کاری به‌راحتی امکان‌پذیر نیست کاربرد فراوان دارد.
مصرف گروت خشک باوجود رضایت در عمل و کیفیت، در کارهای ساختمانی همیشه روش مناسبی نیست و در عموماً تمایل به استفاده از روش سیال بیشتر است.
روش عمومی مصرف و اجرای گروت:
- سطوحي مورد نظر جهت گروت ريزي، بايد از هرگونه آلودگي روغني ،گردوخاک و ... پاک باشد.
- به مدت 2 تا 3 ساعت قبل از گروت ريزي بايد سطوح را کاملاً غرقاب نموده و در زمان گروت‌ريزي بايد آب اضافي را از روي سطح خشک کرد.
- صفحه ستونهایي که قرار است زير آن‌ها گروت وارد شود بايد از آلودگي کاملاً پاک‌شده و روي آن‌ها سوراخ‌هایی براي خروج هوا تعبيه شود.
- فضايي که قرار است از گروت پر شود بايد به نحوي قالب‌بندی شود که هیچ‌گونه نشت رطوبت از آن اتفاق نيفتد.
- مخلوط گروت مطابق دستورالعمل مربوطه که روی بسته‌بندی آن درج‌شده است آماده شود.
- توصیه می گردد که گروت ريزي حداکثر به مدت 15 دقيقه پس از اختلاط انجام گيرد.
- ضخامت گروت نباید کمتر از 25 میلی متر در نظر گرفته شود و حداکثر ضخامت گروت مطابق توصیه های سازنده محصول تعیین می گردد.
- گروت ريزي بايد پيوسته و یکجا اجرا گردد به همين دليل بايد قبل از اجراي گروت‌ريزي برنامه‌ریزی برای اجرای کار صورت پذیرد.
- براي گروت‌ريزي حجيم توصيه می‌شود از پمپ‌های مناسب استفاده شود.
- گروت‌ريزي از يک سمت انجام پذيرد و می باید از سمتي اينکار انجام شود که گروت کوتاهترين مسافت را طي نمايد.
- پس از اتمام گروت ريزي، عمل‌آوری مناسب با استفاده از گوني خيس و يا آب‌پاشی صورت پذيرد.
به عنوان یک معیار کارگاهی:
- حداكثر ضخامت گروت ريزي در يك مرحله نبايد متجاوز از 10 سانتي متر باشد.
- براي ضخامت هاي بيشتر و حداكثر تا 15 سانتيمتر گروت ريزي در يك مرحله، باید از سنگدانه هایی با سايز 3 الي 15 ميليمتر در مخلوط با گروت استفاده شود. در اين صورت با توجه به نوع سازه نسبت شن به گروت از حداكثر 1 به 1 تجاوز ننمايد تا اثرات زيانباز حاصل از حرارت هيدراسيون خنثي شود.
- برای ضخامت های بیشتر باید با توجه به نظر طراح و مندرجات نقشه های مربوطه عمل شود.
حداکثر و حداقل ضخامت گروت بین شالوده و صفحه ستون
در پست های قبلی کانال همراه ناظر ساختمان بیان گردید در بند 11-1-8-3-12 مبحث 11 ویرایش سال 1394 مقررشده است که "تکمیل اتصالات سازه‌ای و پر کردن ملات زیر ورق‌های کف ستون نصب‌شده، نباید تا هنگامی‌که بخش قابل قبولی از سازه، تراز، شاقول، همبر و مهاربندی‌شده باشد، انجام شود."
با اینحال در راهنمای طراحی بیس پلیت ستون‌ها انجمن سازه‌های فولادی آمریکا سری اول سال 2003 میلادی به‌منظور اجرا و تراز نمودن بیس پیلت‌ها به دور روش زیر اشاره‌شده است:
- تراز نمودن صفحه‌ستون پیش از اسکلت‌بندی و همزمان با اجرای گروت؛
- کار گذاشتن و تراز نمودن صفحه‌ستون با استفاده از مهره در زیر آن.
روش اول: تراز نمودن صفحه‌ستون پیش از اسکلت‌بندی و همزمان با اجرای گروت
- در این روش ابتدا گروت در محل موردنظر ریخته شده و سپس صفحه‌ستون روی آن قرارگرفته و با اعمال ضربه روی آن علاوه بر متراکم کردن گروت همزمان عمل تراز نمودن صفحه‌ستون نیز صورت می‌پذیرد.
- ضخامت گروت‌ریزی در این روش بر اساس راهنمای AISC 2003 به شرح زیر است:
الف) صفحه‌ستون‌های نسبتاً کوچک 0.75 اینچ یا حدوداً 2 سانتیمتر.
ب) صفحه‌ستون‌های بزرگتر 1.5 اینچ یا حدوداً 4 سانتیمتر.
دو نکته مهم:
- در صفحه ستون‌های با اندازه متوسط: به‌عنوان یک معیار کارگاهی، حداکثر مساحت صفحه‌ستون در این روش حدود 8 تا 10 هزار سانتیمترمربع (حدود 90 در 90 یا 100 در 100 برای صفحه‌ستون‌های به شکل مربع) پیشنهاد می‌گردد.
- معمولاً این روش برای تراز نمودن صفحه‌ستون‌ها بزرگ، روش مناسبی نبوده و پیشنهاد می‌گردد که از روش تراز با مهره استفاده گردد.
حداکثر و حداقل ضخامت گروت بین شالوده و صفحه ستون
روش دوم: کار گذاشتن و تراز نمودن صفحه‌ستون با استفاده از مهره در زیر آن
- این روش معمولاً در کارهایی با دقت بالا و همچنین صفحه‌ستون‌هایی که از ابعاد بزرگی برخوردارند مورداستفاده قرار می‌گیرد.
- در صفحه‌ستون‌های با اندازه متوسط (حدود 90 در 90 یا 100 در 100 برای صفحه‌ستون‌های به شکل مربع) گروت‌ریزی از یک سمت آغاز و تا زمانی که از سمت دیگر صفحه‌ستون بیرون بزند ادامه می‌یابد. در اینحالت به‌منظور تأمین فضای لازم برای حرکت و جابجایی گروت لازم است که 1.5 اینچ یا حدوداً 4 سانتیمتر فاصله میان صفحه‌ستون و شالوده لحاظ گردد.
- برای صفحه‌ستون‌های بزرگتر از حد متوسط، یک سوراخ به قطر 3 اینچ یا 7.5 سانتیمتر در قسمت میانی صفحه‌ستون ایجاد می‌گردد (که البته لازم است با در نظر گرفتن محل قرارگیری ستون، موقعیت اجرای سوراخ تعیین گردد تا ستون حدالمقدور روی آن قرار نگیرد.) و گروت‌ریزی از طریق این سوراخ اجرا می‌شود.
در مواردی که ابعاد صفحه‌ستون خیلی بزرگ باشد، دو سوراخ به قطر حدود 7.5 سانتیمتر در صفحه‌ستون ایجاد می‌گردد. در اینحالت به‌منظور تأمین فضای لازم برای حرکت و جابجایی گروت در حدود 3 تا 4 اینچ یا حدوداً 7.5 تا 10 سانتیمتر فاصله میان صفحه‌ستون و شالوده لازم است.
- نکته مهم دیگر آنکه در روش تراز نمودن صفحه‌ستون با مهره به دلیل وزن قابل‌توجه سازه قرارگرفته روی صفحه‌ستون‌ها تا پیش از گروت‌ریزی، احتمال بروز تغییر شکل و خم شدن صفحه‌ستون‌ها و حتی بریدگی بولت ها وجود دارد. لذا زمان اجرای گروت باید بررسی این موضوع موردنظر قرار گیرد.
- نکته آخر اینکه در تعیین ضخامت لازم برای ضخامت گروت‌ریزی علاوه بر ابعاد صفحه‌ستون، قطر بولت ها و مهره‌ها؛ باید میزان دقت بکار رفته در تراز نمودن سطح شالوده موردنظر قرار گیرد. به‌عبارت‌دیگر در کارهایی که از دقت اجرایی کمتری برخوردارند، ضخامت گروت لازم برای پر کردن و یا تراز نمودن صفحه‌ستون‌ها بیشتر می‌باشد.
