گروتهای سیمانی: معرفی، خواص، الزامات و آزمون‌ها
معرفی گروتهای سیمانی:
طبق تعریف ACI گروت سیمانی ، یک مخلوط متشکل از مواد سیمانی و آب، با یا بدون سنگدانه که به صورتی تولید و نسبت بندی شده است که مخلوطی با قوام و بدون جداشدگی را به دست بدهد. این قوام می‌تواند شامل اجزای دیگری (همانند پلیمرها) اما با همان قوام باشد.
محل کاربرد گروتهای سیمانی، در هنگام جایگذاری و نصب صحیح صفحات تکیه‌گاهBase Plate بر روی فونداسیون در سازه‌های فولادی و ماشین‌آلات ایستا می‌باشد. الزامات و محدودیت‌ها‌‌ی اجرایی یا وجود برخی نواقص کیفیتی در سطوح بتنی تکیه‌گاه ماشین‌آلات منجر به بروز مشکلاتی در تراز نمودن تجهیز و تحمل بارهای وارده می‌گردد. بنابراین اعمال دقت زیاد در تراز نمودن تکیه گاه Base Plateتجهیزات و ماشین‌آلات نیازمند تامین تمهیدات خاصی می‌باشد. به همین دلیل صفحات تکیه‌گاهی یا بالشتک‌ها را با استفاده از لایی‌گذاری یا سایر روش‌های اجرایی مرتبط با دقت تراز نموده و سپس فضای خالی باقیمانده مابین صفحات و فونداسیون با استفاده از مواد مهندسی جهت انتقال بار پر می‌شود.
خواص گروتهای سیمانی:
گروتهای سیمانی در حالت خمیری و سخت شده خواصی دارند که می‌تواند آنها را برای کاربردهای خیلی زیاد مناسب سازد. این گروت‌ها برای انتقال بارهای استاتیکی بسیار بزرگی مناسب می‌باشند. همچنین این گروت‌ها برای پرکردن فضاهایی که زیر دستگاه‌ها‌‌یی است که هم بار افقی و هم بار عمودی را به طور همزمان وارد می‌نمایند (همانند کمپرسورهای گاز) مناسب نمی‌باشد.
جایدهی:
روانی و کارپذیری گروت باید به حدی باشد که جایدهی آن در زیر تکیه گاه Base Plate به آسانی صورت پذیرد. این خاصیت ابتدا به قوام و قدرت جریان پذیری و حفظ اسلامپ گروت مربوط می‌شود.
تغییر حجم:
مهمترین الزامی‌که برای انتقال بار بین بیس پلیت و فونداسیون باید در نظر گرفته شود ویژگی افزایش کنترل شده حجم گروت می‌باشد (در مواردی هدف فاقد جمع شدگی بودن گروت است) که منجر به پر شدن تمام فضاهای خالی می‌شود. پرکننده‌ها‌‌ی سیمانی (تحت عنوان گروت) که شامل آب، سیمان و سنگدانه می‌باشند می‌توانند بین صفحات قرار بگیرند و به مقاومت کافی برسند اما چون ویژگی تغییر حجم را ندارد، به علت نشست، جمع شدگی و آب انداختگی قادر به پر کردن کامل فضاهای خالی نخواهد بود. بنابراین در طراحی و تولید انواع گروت سیمانی از مواد افزودنی با مکانیزم افزایش حجم استفاده می‌شود تا کاهش حجم ذاتی ناشی از واکنش هیدراسیون سیمان در گروت جبران شود. بسته به میزان و نوع ماده افزودنی منبسط کننده مورد استفاده در طراحی گروت، این محصولات می‌توانند در رده فاقد جمع‌شدگی یا منبسط شونده قرار گیرند.
مقاومت فشاری:
به منظور انتقال بارهای وارده به فونداسیون، گروت باید از مقاومت کافی برخوردار باشد. نیروی فشاری بر گروت تحت اثر وزن ماشین آلات و همچنین بخاطر تنش‌ها‌‌ی نیروهای استاتیکی و دینامیکی تجهیزات به‌وجود می‌آید.
خواص الاستیک و غیر الاستیک در گروت سیمانی :
مدول الاستیسیته گروت سیمانی معمولاً بیشتر از بتن فونداسیون است. این عدد تقریبا بین 20 تا 35 گیگاپاسکال می‌باشد. خزش گروت تقریباً مشابه بتن است. به دلیل ناچیز بودن نسبت ضخامت مقطع گروت به فونداسیون، تغییر شکل آن در مقایسه با بتن، قابل توجه نیست.
دوام گروت سیمانی:
عمده گروتهای سیمانی به دلیل مقاومت مکانیکی بالا و نفوذ ناپذیری، در برابر ذوب و انجماد استحکام و دوام کافی دارند. مقاومت آنها در برابر مواد شیمیایی معمولاً مشابه بتن است. در صورتی که مقاطع مختلفی از بتن نظیر فونداسیون، ستون‌ها و کف‌ها در معرض تهاجم عوامل شیمیایی قرار گیرد، مقاطع گروت‌ریزی شده نیز دقیقاً باید مانند این مقاطع بتنی، در برابر این تهاجم محافظت شوند. به دلیل محصور شدن گروت بین فونداسیون و صفحه تکیه‌گاه، در طراحی گروتهای سیمانی نیازی به هوازایی نیست.
الزامات و آزمون‌ها‌‌ی گروتهای سیمانی:
مطابق با آیین‌نامهACI 351.1R-12 گروت باید الزامات ذیل را برآورده نماید:
- سطح اولیه (قبلی) خود را به طور دائم حفظ کند تا انتقال بار امکان‌پذیر باشد.
- گروت و بالشتک با هم در انتقال بارعمل نمایند.
- فراهم آوردن تکیه‌گاه پایدار و حفاظت از بالشتک‌ها یا سایر دستگاه‌ها در برابر خوردگی.
به منظور تحقق این الزامات به طور عمده از آزمون‌ها‌‌ی مختلفی نظیر اندازه گیری تغییر حجم و مقاومت فشاری گروتهای سیمانی استفاده می‌شود.
مقدار تغییر حجم گروتهای سیمانی در حالت خمیری و سخت شده را به ترتیب مطابق با استانداردهای ASTM C827/C827M (تغییر ارتفاع نمونه استوانه‌ای مخلوط‌های گروت سیمان هیدرولیکی در سنین کم) و ASTM C1090/C1090M (تغییر ارتفاع آزمونه‌های استوانه‌ای گروت سیمان هیدرولیکی) اندازه‌گیری می‌نمایند.
دستگاه سنجش تغییر حجم – ASTM C 1090
دستگاه سنجش تغییر حجم – ASTM C 827
طبق الزامات استانداردASTM C1107/1107M (استاندارد ویژگی‌ها برای گروتهای آماده سیمانی) برای اندازه‌گیری مقاومت فشاری گروت از روش آزمون ASTM C109/C109M استفاده می‌شود.
گروتهای سیمانی شرکت آبادگران :
بر اساس توضیحات فوق، گروه "دانش بنیان صنایع شیمی‌ساختمان آبادگران" با تجزیه و تحلیل شاخص‌های مد نظر طراحان و لحاظ نمودن موارد دیگری نظیر محدودیت‌ها و عوامل محیطی و اجرایی اقدام به طراحی دامنه متنوعی از گروت‌ها با بنیان‌های مختلف سیمانی نموده است.
عمدتاً انتخاب گروت سیمانی پس از بررسی ویژگی‌های فنی و بارگذاری، بر اساس ابعاد و ضخامت مقطع و مقدار انبساط مد نظر طراح صورت می‌پذیرد. بنابراین سبد کالای گروت آبادگران مواد متنوع زیر را ارائه نموده است:
1-گروت سیمانی آماده ویژه برای پرکردن فضاهای خالی بین صفحه ستون ها و فونداسیون
1- گروت سیمانی ریز دانه CM به منظور پر نمودن فضاهای با ضخامت بسیار کم
2- گروت سیمانی آماده C2 و گروت سیمانی آماده ویژه C با مقاومت‌ها‌‌ی فشاری بسیار زیاد
3- گروت سیمانی آماده منبسط شونده CE با قابلیت انبساط کنترل شده
4- گروت سیمانی درشت دانه CL برای گروت ریزی در ضخامت‌ها‌‌ی بالای 100 میلیمتر
5- گروت سیمانی توانمند HP با مقاومت‌ها‌‌ی فشاری و خمشی بسیار زیاد
6- گروت سیمانی مقاوم حرارتی HR200 با مقاومت مکانیکی و حرارتی بسیار بالا
برای مطالعه بیشتر پیرامون این موضوع میتوانید به مقالات ذیل رجوع کنید :
نکات اجرایی گروت-1
نکات اجرایی گروت-2
گروت و نکات مربوط به گروت ریزی
کاربرد گروتهای پایه سیمانی و اپوکسی در فونداسیون تجهیزات و ماشین آلات
