آزمون‌های شرایط بهره‌برداری مختلف برای کاشت میلگرد با استناد به استاندارد ACI 355.4-11

کاشت میلگرد یکی از روش‌های نوین و مؤثر در بازسازی و تقویت سازه‌های بتنی است. این روش، برای اتصال اجزای جدید به اجزای قدیمی و تحمل بارهای مختلف استفاده می‌شود. استاندارد ACI 355.4-11 دستورالعمل‌های جامعی برای ارزیابی عملکرد سیستم‌های کاشت میلگرد ارائه می‌دهد. در این مقاله، آزمون‌های مختلف بهره ‌برداری برای ارزیابی عملکرد میلگردهای کاشته شده بررسی شده و نقش هر آزمون در تضمین ایمنی و دوام سازه توضیح داده می‌شود.

با گذشت زمان، نیاز به مقاوم ‌سازی و بازسازی سازه ‌های بتنی به دلیل فرسایش، تغییرات بارگذاری و یا توسعه سازه‌ا افزایش یافته است. یکی از روش‌های کلیدی در این زمینه، استفاده از میلگردهای کاشته شده در بتن است و کاشت تبدیل به یکی از  روش‌های تخصصی در مهندسی عمران است که به دلیل مزایای فراوان آن، از جمله امکان مقاوم ‌سازی بدون نیاز به تخریب گسترده، مورد توجه قرار گرفته است. این روش برای اتصال اجزای جدید سازه‌ای به اجزای قدیمی، تحمل بارهای سنگین و افزایش پایداری سازه استفاده می‌شود.

استاندارد ACI 355.4-11 چارچوبی برای ارزیابی و تأیید سیستم‌های کاشت میلگرد فراهم می‌کند. این استاندارد شامل مجموعه های از آزمون‌ها برای بررسی عملکرد میلگرد کاشته شده تحت شرایط مختلف بهره ‌برداری است.

استاندارد ACI 355.4-11 به ‌عنوان یکی از معتبرترین مراجع در حوزه کاشت میلگرد شناخته می‌شود. این استاندارد شامل موراد ذیل می باشد:

•             مشخصات مواد چسبنده

•             روش‌های آماده ‌سازی سطح و نصب میلگرد

•             آزمون‌های عملکرد برای تأیید سیستم کاشت

•             الزامات طراحی و کاربرد سیستم‌های کاشت

طبق تعریف استاندارد ACI 355.4-11   آزمون‌های مختلف باید تحت شرایط بارگذاری واقعی و محیطی اجرا شوند تا عملکرد سیستم در طول عمر بهره ‌برداری تضمین شود.

آزمون ‌های شرایط بهره برداری مختلف  ا رائه ‌شده در ACI 355.4-11 شامل موارد زیر است:

1- آزمون بارگذاری کششی :(Tension Test)

یکی از مهم‌ترین آزمون‌ها برای ارزیابی عملکرد میلگرد کاشته شده، آزمون کشش است. این آزمون به منظور بررسی مقاومت کششی سیستم و اطمینان از چسبندگی کافی بین میلگرد و بتن انجام می ‌شود،  این آزمون به ‌منظور ارزیابی ظرفیت تحمل کششی میلگرد کاشته شده انجام می‌شود. در این آزمون:

- سوراخی در بتن حفر شده و میلگرد با استفاده از چسب مناسب در آن کاشته می‌شود.

- پس از مدت زمان مشخص برای گیرش چسب، بار کششی به میلگرد اعمال می‌شود.

- میزان نیروی لازم برای جدا شدن میلگرد ثبت می‌شود.

هدف آزمون کششی :

- بررسی حداکثر نیروی قابل تحمل توسط سیستم.

- شناسایی نقاط ضعف در چسبندگی یا مواد چسبنده.

. آزمون خزش تحت بار ثابت (Creep Test):

خزش یکی از عوامل کلیدی در بهره ‌برداری طولانی ‌مدت است که این آزمون برای ارزیابی تغییر شکل میلگرد کاشته شده در طول زمان تحت بار ثابت انجام می‌شود.

. در این آزمون:

•             یک نیروی ثابت برای مدت ‌زمان طولانی به میلگرد کاشته شده اعمال می‌شود.

•             تغییر شکل‌ها و کاهش ظرفیت چسبندگی سیستم مورد بررسی قرار می‌گیرد.

•             ACI 355.4-11 تأکید می‌کند که خزش باید در شرایط محیطی مشابه با شرایط بهره ‌برداری واقعی آزمایش شود.

خزش می‌تواند منجر به کاهش تدریجی ظرفیت باربری سیستم شود و بررسی رفتار سیستم در شرایط بارگذاری طولانی ‌مدت ضروری است.

شرایط محیطی:

این آزمون در دما و رطوبت‌های مختلف برای شبیه ‌سازی شرایط واقعی بهره ‌برداری انجام می‌شود.

3. آزمون چرخه بارگذاری (Cyclic Load Test)

این آزمون برای شبیه ‌سازی شرایط واقعی بارگذاری متناوب یا دینامیکی  و زلزله طراحی شده است

•             در این آزمون، نیروی متناوب به ‌صورت کششی یا فشاری به میلگرد اعمال می‌گردد

             •تعداد چرخه‌ها و تغییر شکل میلگرد ثبت می‌گردد.

•             هدف این آزمون بررسی دوام سیستم در برابر بارگذاری های تکراری و ارزیابی عملکرد میلگرد در برابر شرایط دینامیکی می باشد.

•             نتایج این آزمون نقش مهمی در طراحی سازه ‌های مقاوم در برابر زلزله دارد.

4. آزمون دمای بالا و پایین (Elevated and Low Temperature Test)

دمای محیط می‌تواند به ‌شدت بر عملکرد مواد چسبنده تأثیر بگذارد.

•             در این آزمون، میلگردهای کاشته شده تحت شرایط دمایی بالا و پایین (به ترتیب تا 60 درجه سانتی‌گراد و زیر صفر) آزمایش می‌شوند.

•             رفتار سیستم در این دماها بررسی شده و مقادیر حداقل مقاومت برای بهره ‌برداری تعیین می‌شود و مقاومت کششی و تغییرات چسبندگی ثبت می‌گردد.

هدف از این تست شناسایی رفتار سیستم در شرایط دمایی غیرمعمول و بررسی پایداری چسب در برابر تغییرات دما می باشد.

5. آزمون مقاومت شیمیایی (Chemical Resistance Test)

محیط ‌های شیمیایی خورنده، مانند محیط ‌های اسیدی یا قلیایی، می‌توانند عمر سیستم را کاهش دهند.

•             در این آزمون، مواد چسبنده و میلگرد در معرض مواد شیمیایی مختلف قرار گرفته و دوام آن‌ها بررسی می‌شود.

• تأثیر این محیط ‌ها بر مقاومت و چسبندگی سیستم بررسی می‌شود.

• هدف از انجام این آزمون برای پروژه ‌های صنعتی و سازه ‌های مجاور دریا اهمیت ویژه ‌ای دارد.

6. آزمون بیرون ‌کشیدگی (Pull-Out Test)

این آزمون برای بررسی میزان چسبندگی بین میلگرد و بتن انجام می‌شود.

•             در این آزمایش، میلگرد تحت بار کششی قرار می‌گیرد تا جدا شدن آن از بتن اندازه ‌گیری شود.

•             این آزمون تأیید می‌کند که سیستم کاشت به ‌اندازه کافی مقاوم است.

 هدف از این آزمون ارزیابی کارایی سیستم کاشت و تضمین انتقال مناسب نیرو بین میلگرد و بتن می باشد.

مواد چسبنده در سیستم‌های کاشت میلگرد:

مواد چسبنده (چسب‌های اپوکسی، پلی ‌استر و وینیل‌ استر) نقش مهمی در عملکرد میلگردهای کاشته شده دارند. ویژگی‌های کلیدی که باید بررسی شوند عبارتند از:

1. چسبندگی بالا: برای تضمین انتقال بار بین میلگرد و بتن.

2. مقاومت در برابر خزش: برای پایداری در بارگذاری‌های طولانی‌مدت.

3. دوام شیمیایی: برای استفاده در شرایط محیطی خورنده..

4. مقاومت حرارتی و شیمیایی: برای استفاده در شرایط محیطی خاص.

5. زمان گیرش مناسب: برای تسهیل فرآیند نصب.

نتایج آزمون‌ها و تأثیر آن‌ها بر طراحی

نتایج آزمون ‌های بهره ‌برداری، اطلاعات مهمی در مورد رفتار سیستم کاشت میلگرد فراهم می‌کنند. این اطلاعات به مهندسان کمک می‌کند:

1.      طراحی ایمن ‌تر و بهینه ‌تری انجام دهند.
2.      مواد مناسب برای شرایط خاص بهره ‌برداری انتخاب کنند.
3.      دوام و کارایی سازه را تضمین کنند.
4.        ظرفیت بارگذاری سیستم مشخص شود.
5.        شرایط محیطی مناسب برای استفاده از مواد چسبنده تعیین گردد.
6.        مدل‌های طراحی دقیق‌تر  بر اساس داده ‌های آزمون ارائه شود.

 این آزمون‌ها برای تضمین ایمنی و دوام سازه ‌های بتنی بسیار مهم هستند. استفاده از این آزمون‌ها در پروژه‌های عمرانی به مهندسان کمک می‌کند تا تصمیمات بهتری در طراحی و اجرا بگیرند.

برای تقویت و ایمن سازی سازه ها، استفاده از چسب کاشت میلگرد با کد تخصصی ABABOND RA500 و ABABOND RA600به عنوان یک راهکار حرفه ای و موثر توصیه می شود. این محصول با قدرت چسبندگی بالا، مقاومت شیمیایی و مکانیکی عالی، سهولت اجرا یکی از بهترین گزینه ها برای ثبت میلگرد ها و بولت ها در بتن است . شرکت آبادگران با بهره گیری از فناوری های نوین و استاندارها محصولی را ارائه نموده است که پاسخگوی نیازهای پروژه های عمرانی و صنعتی می باشد .

منابع

1.  ACI Committee 355. “ACI 355.4-11: Qualification of Post-Installed Adhesive Anchors in Concrete.”

2.  ACI Manual of Concrete Practice.

3.  ASTM Standards for Testing Adhesive Anchors.