ثابت سازی و گروت ریزی ماشین آلات در معرض حرارت
پركردن فضاهاي خالي زير بيس پليت‌ها و نصب ماشین‌آلات ایستا، جایگذاری و نصب صحیح صفحات تکیه‌گاه (Base Plate) بر روی فونداسیون در سازه‌های فولادی و ماشین‌آلات ایستا یا مرتعش یکی از مراحل حساس و دقیق اجرایی میباشد.
آیین نامه انجمن بتن امریکا ACI 351.1R-12 اطلاعات جامعی در رابطه با موضوع گروت‌ریزی بین فونداسیون‌ها و صفحات تکیه‌گاه ها برای نصب ماشین‌آلات سنگین ارائه نموده است. این آیین‌نامه که بر اساس گزارش‌ها و داده‌های تولیدکنندگان و تجربه علمی نمایندگان فنی و کاربران تهیه شده است، لزوم به‌کارگیری انواع گروت را برای عملیات نصب و ثابت‌سازی به شرح زیر تبیین می‌نماید:
الزامات و محدودیت های 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 تجهیزات و ماشین‌آلات نیازمند تامین تمهیدات خاصی می باشد. 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.
بر اساس تعاریف این آیین‌نامه عمده مواد قابل استفاده برای انتقال بارهای وارده به فونداسیون، گروت‌های توانمند سیمانی و گروت های اپوکسی می‌باشند.
مطابق با توصیه این آیین‌نامه گروت مورد استفاده برای پر کردن فضای بین تکیه‌گاه و فونداسیون باید فارغ از بنیان اپوکسی یا سیمانی از فرمولاسیون و افزودنی‌های ویژه‌ای برخوردار باشد تا بتواند یکپارچگی و پیوستگی را در تمامی مقطع تأمین نموده و در بلندمدت حفظ نماید. بر همین اساس یک ملات ترکیبی از ماسه و سیمان را شاید بتوان با استفاده از آب روان نموده و در مقاطع مورد نظر جای داد اما محتملا در صورت برآورده نمودن الزامات مقاومتی، این نوع ملات قطعاً به دلیل تغییرات حجمی و جمع‌شدگی گیرداری لازم به تکیه‌گاه را نخواهد داشت.
- باید توجه داشته باشیم که گروت های اپوکسی همواره میتوانند جایگزین بسیار قدرتمندتری برای گروت های بنیان سیمانی باشند اما به جهت گران قیمت بودن، گروت های اپوکسی بیشتر در مواردی مورد استفاده قرار میگیرند که تکیه گاه تحت تاثیر نیروهای دینامیکی و انتقال ارتعاشات زلزله قرار خواهد گرفت.
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 بار عمل نمایند.
- فراهم آوردن تکیه‌گاه پایدار و حفاظت از بالشتک‌ها یا سایر دستگاه‌ها در برابر خوردگی.
عملکرد گروت به خواص آن در حالت پلاستیک و سخت شده بستگی دارد و مهمترین خواص گروت کارایی، تغییر حجم، مقاومت مکانیکی، سختی و دوام میباشد.
کارایی:
کارایی گروت باید در حالت پلاستیک کافی باشد تا امکان لازم برای قرارگیری در زیر شاسی را داشته باشد. این ویژگی در درجه اول مربوط به کارایی گروت (روان شدگی) میباشد.
کارایی گروت باید با حداقل و حداکثر توصیه شده توسط تولید کننده مطابقت داشته باشد و مقدار حداکثر آب مورد استفاده نباید از مقدار توصیه شده توسط تولیدکننده تجاوز کند.
تغییر حجم:
مهمترین الزامی که برای انتقال بار بین بیس پلیت و فونداسیون باید در نظر گرفته شود ویژگی افزایش کنترل شده حجم گروت می باشد که منجر به پر شدن تمام فضاهای خالی میشود.
پرکننده های 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 نخواهند 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.
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.
مقاومت فشاری:
نیروی فشاری وارد به دلیل وجود وزن ماشین آلات و بارهای استاتیکی و دینامیکی تجهیزاتی که روی آن قرار دارد اعمال می گردد. جهت انتقال بارهای وارده به فونداسیون، گروت باید از مقاومت کافی برخوردار باشد.
طبق الزامات استاندارد ASTM C1107/1107M (استاندارد ویژگی‌ها برای گروت‌های آماده سیمانی) برای اندازه‌گیری مقاومت فشاری گروت از روش آزمون ASTM C109/C109M استفاده میشود. به عنوان نمونه، مقاومت فشاری گروت‌های سیمانی در سن 28 روزه بین 35 تا 55 مگاپاسکال میباشد.
از آنجا که مقاومت چسبندگی بین گروت سیمانی و فولاد نسبتاً کم میباشد، گروت عمدتاً برای انتقال بارهای کششی به فونداسیون مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
دوام:
اکثر گروت‌های سیمانی به دلیل مقاومت مکانیکی بالا و نفوذ ناپذیری، در برابر ذوب و انجماد استحکام کافی دارند. مقاومت آنها در برابر مواد شیمیایی معمولاً مشابه بتن است. در صورتی که مقاطع مختلفی از بتن مانند فونداسیون، ستون‌ها و کف‌ها در معرض تهاجم عوامل شیمیایی قرار می 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.
بر اساس توضیحات فوق، گروه "دانش بنیان صنایع شیمی ساختمان 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 و اپوکسی نموده است که در ادامه به خواص کیفی و دامنه کاربرد خانواده گروت‌های سیمانی اشاره شده است.
با توجه به اجزای سازنده، گروت‌های سیمانی مواد پرقابلیتی برای تحمل و انتقال بارهای استاتیکی، ضربه‌ای و دینامیکی در یک راستا بوده و به طور کلی انتخاب مهندسی و حساب شده ای برای موارد اجرایی زیر می‌باشند:
- پرنمودن فضاي خالي زير بيس پليت‌ها یا صفحه ستون‌ها
- اجراي فونداسيون ماشين‌آلات سنگين و نصب آنها
- زيرسازي‌هاي فولادي و ثابت‌سازي ستون‌هاي پيش ساخته
- پرنمودن فضای اطراف آرماتورها و انکربولت‌ها
- پرنمودن حفره‌ها، شكاف‌ها وگودال‌ها
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.
انواع گروت‌های پایه سیمانی شرکت آبادگران به شرح زیر میباشد:
گروت آماده ریزدانه E.M.GROUT-CM
گروت آماده ABAGROUT-C2
گروت آماده ویژه E.M.GROUT-C
گروت آماده منبسط شونده E.M.GROUT-CE
گروت توانمند ABAGROUT-HP
گروت آماده درشت‌دانه E.M.GROUT-CL
گروت مقاوم حرارتی ABAGROUT-HR200
با توجه به اینکه برخی از تجهیزات حرارت زایی داشته و یا گرمای زیادی از خود تولید می کنند، آیا گروت های سیمانی در برابر حرارت نیز مقاوم هستند؟ خیر
اثر حرارت بر مخلوط های سیمانی
- کاهش مدول الاستیسیته
- کاهش مقاومت فشاری
- کاهش مقاومت های خمشی و کششی
- خزش
- کاهش چسبندگی به آرماتور
- افزایش تخلخل و ترک خوردگی
روند اثر حرارت بر مخلوط های سیمانی
- اثر حرارت در بخش های مختلف یک کامپوزیت سیمانی اثرگذار خواهد بود:
- خمیر سیمان: حرارت موجب خشک شدن و از دست دادن آب می گردد. به ترتیب آب آزاد موجود، آب موجود در لوله های مویینه و آبی که در واکنش فیزیکی قرار دارد تبخیر می شود . آخرین مرحله جدا شدن آبی است که در واکنش شیمیایی قرار دارد و با خروج آب از C-S-H ویژگی های مکانیکی ضربه می بیند.
- سنگدانه ها: تغییر حجم، ذوب شدن و یا تخریب در اثر حرارت
- محل اتصال: به دلیل انبساط سنگدانه، نقطه اتصال به شدت ضعیف می گردد
پیشنهاد شرکت آبادگران برای ثابت سازی تجهیزات و ماشین آلات در محیط‌های عملیاتی در معرض حرارت زیاد استفاده از گروت مقاوم حرارتی ABAGROUT-HR200 محصولی با مقاومت حرارتی و مکانیکی بسیار زیاد می باشد.
خواص گروت مقاوم حرارتی آبادگران
- یک ملات آماده فوق روان و توانمند بر پایه سیمان
- بدون انقباض و ترک خوردگی پس از سخت شدن
- با حداکثر اندازه سنگدانه 5 میلیمتر
- برای اجرا تا ضخامت 100 میلیمتر
- فاقد ترکیبات فلزی و کلریدی
- انبساط کنترل شده برای افزایش صلبیت و چسبندگی بین فونداسیون و صفحات تکیه گاهی
- روانی و سیالیت زیاد و طولانی مدت
- سهولت اختلاط با آب و حصول روانی مطلوب
- قابلیت پمپاژ حتی در دماهای پایین
- سرعت سخت شدن زیاد پس از اجرا
کاربردهای گروت مقاوم حرارتی
- پرنمودن فضای خالی زیر بیس پلیتهای قرار گرفته در محیط های گرم تا دمای 300 درجه سلسیوس
- اجرای فونداسیون ماشین آلات سنگین و تجهیزات حرارت زا و نصب آنها
- زیرسازی های فولادی و ثابت سازی ستونهای پیش ساخته
- پرنمودن فضای اطراف آرماتورها و انکربولت ها
- امکان پرنمودن حفره ها، شکافها وگودال ها
- سازه ها و کوره های صنایع ذوب فلزات
- انواع کارخانجات صنایع شیمیایی، کاغذ، پالایشگاه ها و تصفیه خانه ها
منابع:
ACI 351.1R-12
ASTM C827/C827M
ASTM C1090/C1090M
ASTM C1107/1107M
ASTM C109/C109M
