ویژگی گروت های اپوکسی و سیمانی،  از کدام محصول استفاده کنیم؟

این یک سئوال تکراری است. گروت های اپوکسی و گروت های سیمانی هرکدام در ساخت و ساز و پروژه های عمرانی و صنعتی در مواردی همپوشانی و در مواردی هم کاربردهای خاص و مد نظر خود را دارند. گروت های سیمانی و اپوکسی، مواد و ساختار شیمیایی کاملا متفاوتی نسبت به هم داشته و در هنگام تولید دستور العمل اجرای مختلفی دارند و برخی مهندسان به اشتباه مکررا این مسئله را نادیده می گیرند.

"Just because you've always

 done it the same way,

 doesn't mean you were doing it right."

فقط به این دلیل که کاری را همیشه یک جور انجام می دادید

به معنای آن نیست که درست انجامش می دادید.

 انتخاب اینکه در یک پروژه خاص کدام گروت باید انتخاب شود به مسائل زیادی بستگی دارد اما به طور کلی در جاهایی که اولویت با صرفه اقتصادی و نیرو استاتیکی است گروت پایه سیمانی و در نصب تجهیزات صنعتی یا مهار نیروهای دینامیکی و سرعت بخشیدن به بهره برداری و بارگذاری گروت اپوکسی توصیه می شود. 

به این ترتیب دسته بندی انتخاب برای گروت اپوکسی شامل موارد زیر می شود:

* سازه هایی که در آن نیاز به کسب مقاومت اولیه سریع و بسیار زیاد که منجر به کمترین خرابی گردد.* جلوگیری از خوردگی و مقاومت شیمیایی مورد نیاز باشد. * سازه لرزش داشته باشد. * زیر شاسی کمپرسورها و پمپ های دوار. * ایجاد یکپارچگی کامل بین سازه و تجهیز نصب شده. * پیچ و مهره های کابل، انکر یا بولت هایی که بارهای کششی زیادی را متحمل شوند.* تزریق سیستم های اپوکسی  بدون فیلر ( پودر- جزء سوم) به ترک ها و نفوذ عمیق برای تعمیر بتن.* مقاومت در برابر بار دینامیکی بالا.

گروت های سیمانی در این بخش ها انتخاب می شوند:

* ساخت و ساز عمومی. * بولت ها و انکر ها و كابل ها یی نیازی به تحمل بارهای كششی بالا ندارد.* سازه هایی که نسبت به بار استاتیکی مقاوم است.* محیط هایی با دمای بهره برداری بالای 90 درجه سانتیگراد (200 درجه فارنهایت).

پروژه هایی که می توانند از هر دو گروت سیمانی و یا اپوکسی استفاده کنند عبارتند از:

* هرگونه نصب تجهیزات چرخشی با بار دینامیکی پایین یا در مواردی که قابلیت اطمینان و بهره برداری تجهیزات طولانی مدت از اهمیت خاصی برخوردار نباشد. * بار دینامیکی یا چرخشی عناصر سازه ای که در تجهیز نصب شده توسط بلبرینگ ها یا فلکسیبل جوینت ها دفع می شود.ویژگی های عملکردی گروت های اپوکسی و سیمانی ذکر شده در زیر به منظور تعیین استفاده از مناسب ترین محصول برای یک پروژه در نظر گرفته شده است. یک خاصیت یا نیاز به ندرت تنها عامل تعیین کننده است. قبل از انتخاب یک محصول ، دو یا چند ویژگی و بر اساس اولویت باید در نظر گرفته شود.

الف -  مقاومت فشاری و استحکام اولیه بالا

 برای شرایط دمایی 21 تا 22 درجه سانتیگراد گروت های اپوکسی به طور کلی نسبت به محصولات سیمانی برتر هستند. بیشتر گروهای اپوکسی مقاومت فشاری 50 تا 70 Mpa  را بسته به ضخامت گروت ریزی در طی 24 تا 48 ساعت به دست می آورند ، در حالی که مقاومت فشاری در یک دوره سه روزه پس از اجرا برای گروت پایه سیمانی 30 Mpa است.  مقاومت نهایی گروت اپوکسی بر خلاف ماسه های سیمانی ، در مدت هفت روز به 80 تا 100 Mpa می رسد در حالی که این رقم پس از 28 روز برای گروت پایه سیمانی عددی نزدیک به 60 تا 70 Mpa است.البته که هر دو محصول به نسبت بتن سازه از مقغاومت بالاتری برخوردارند اما در شرایط دمای محیط مقاومت گروت اپوکسی به مراتب بالاتر است.

ب- کمترین تخریب (تعمیر و نگهداری)

ب- 1-  از آنجا که گروت های  اپوکسی مقاومت اولیه بسیار بالایی را ایجاد می کنند ، استفاده از آنها ممکن است منجر به کاهش خرابی برای ماشین آلات و تجهیزات نصب شده در دوره های اورهال و  تعمیر و نگهداری شود. ب-2- در صورت گرما و دمای بالای شرایط بهره برداری می توان از گروتهای سیمانی هیدرولیک یا ریز دانه با قابلیت انبساط سطح برای کاهش خرابی تجهیزات استفاده کرد اما متأسفانه ، مصالح سنگی گروت های سیمان پیوند خوبی با فولاد، مشابه آنچه که در عملکرد گروت های اپوکسی می بینیم ایجاد نمی کند.

ج-مقاومت شیمیایی

هیچ گروت سیمانی از لحاظ ویژگی مقاومت در برابر مواد شیمیایی با گروت اپوکسی قابل رقابت نیست .گروت های اپوکسی در برابر اسید های رقیق بسیار مقاومند و در برابر اسید های قوی تر هم از توانایی قابل قبولی برخوردارند اما به دلیل ذات قلیایی گروت های پایه سیمانی، این مواد بلافاصله در محیط های اسیدی شروع به واکنش کرده و کارایی خود را از دست می دهند . لذا در صورت استفاده از گروت های پایه سیمانی باید به منظور ایجاد مقاومت و محافظت در برابر اثرات خوردگی از یک لایه پوشش یا ملات اپوکسی بر روی گروت استفاده کرد. مونیتورینگ و کنترل این قبیل تمهیدات در دوره تعمیر و نگهداری صورت می گیرد و برآیند موفقیت عملیات بسته به ظاهر شدن یا نشدن ترک بر روی سطح اندود شده است.

 د- تغییر حجم

د-1- گروت های اپوکسی شیرینکیج و جمع شدگی کمی در مدت زمان عمل آوری و کیورینگ دارند. اما حدود 95 تا 80 درصد سطح صفحه تکیه گاهی با حجم گروت است درگیر می شود . علت شیرینکیج هم به حبس هوا در هنگام مخلوط کردن رزین و هاردنر و فیلر بر می گردد، که می توان با دقت بیشتر در حین اختلاط و ضربه های محکم ماله فلزی بر روی سطح گروت در هنگام اجرا تا حدودی آن را بر طرف کرد، هر چند این نرخ جمع شدگی در صنعت قابل قبول است و معمولا طراحی ها بر اساس این مشخصه و با توجه به مشخصات فنی ذکر شده در غالب محصولات مشابه که توسط تولید کنندگان گروت اپوکسی ارائه شده، تهیه می گردد.در اجرای گروت اپوکسی کاهش حجم به دلیل خشک شدن و از دست دادن یا تبخیر مواد اتفاق نمی افتد. بلکه در زمان پخت شدن صورت می پذیرد که معمولا 5/0تا 1درصد حجم گروت اولیه است. علی رغم آن، بر اساس مطالعات و نتایج آزمایشگاهی و تجربیات میدانی می توان گفت برای مقاومت در برابر بارهای دینامیکی متوسط و سازه هایی با لرزش های دائمی اگر 75 درصد سطح صفحه ی تکیه گاه و فلنچ تجهیز با گروت در تماس باشد، کافیست. د-2- بیشتر گروت های سیمانی بر اساس استاندارد ASTM C 1107 طراحی شده اند. در نتیجه در حالت سخت شده باید از لحاظ کاهش حجم سنجیده شود و این به آن معناست که امکان دارد در هنگام بارگذاری با خالی ماندن فضای زیر صفحه، بیس پلیت دفرمه و معوج شود. پیشنهاد می شود با استفاده از آزمایشگاه نتایج عملکرد گروت پایه سیمانی، پیش از استفاده از محصول بررسی گردد.

هـ - ضریب انبساط حرارتی

ضریب انبساط حرارتی گروت های اپوکسی با ترکیب بندی محصول نسبت مستقیم دارد اما این رقم باید با رقم انبساط حراتی ترکیب بتن و فولاد مطابقت داشته باشد. در بدبینانه ترین گزارشات 10 میلیونیوم اینچ در اینچ مربع به ازای هر یک درجه فارنهایت افزایش دما می باشد. ضریب انبساط حرارتی برای گروت هایی با پایه  سیمان پرتلند تقریبا 5/5 است. نتیجه،در جایی که اتصال بتن به فولاد یا درزهای انبساطی وجود دارد به دلیل ضریب انبساط حرارتی بالاتر که متصل کننده ی 2 عضو نا متجانس یا محل حرکت اعضای سازه ای است، استفاده از گروت اپوکسی اولویت دارد.

و- بررسی هزینه ها

هزینه  تامین گروت اپوکسی، آماده سازی فونداسیون، تهیه ابزار مناسب برای اجرا، مخلوط کردن و اجرای گروت اپوکسی بطور قابل توجهی بیشتر از گروت های سیمانی است. از آن طرف با توجه به هزینه تامین و تهیه پایین تر و مدت زمان نگهداری، امکان انبارش گروت پایه سیمانی وجود دارد، بنابراین نحوه انبار داری و کنترل عدم آلودگی و رطوبت گروت های پایه سیمانی در هنگام اجرا موضوع مهمی است.  قابلیت اطمینان از خرابی کمتر تجهیزات صنعتی برای دوره بهره برداری طولانی ارزش هزینه اضافی و استفاده از گروت های اپوکسی را دارد.

ز- میرایی یا دمپ نیرو

 اصطلاح میرایی به ظرفیت جذب انرژی در بارهای چرخشی مانند لرزش و کوبش یا رزونانس اشاره دارد. گروت های اپوکسی ویژگی عالی میرایی نیروهای دینامیکی را نسبت به گروت سیمانی دارا هستند.

ح - مدول الاستیسیته

ح- 1 -  مدول الاستیسیته برای ترکیبات اپوکسی از 8 تا 10 هزار کیلوگرم بر سانتیمتر مربع قابل تغییر است. مزیت این محصول امکان تهیه گروت نهایی با درجه ی خاصی از مدول الاستیسیته است.ح – 2 - گروت سیمانی دارای مدول الاستیسیته ای معادل 28000 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است، البته در حالت های روان به نسبت حالت خمیری ( تغییر میزان آب به پودر سیمانی گروت) این مقدار متفاوت است.

ط- دامنه ی محدودیت دما

ط-1-  هنگامی که دمای صفحه و فونداسیون به هر دلیلی نزدیک به هم نیستند و نیز در دمای اجرای بالای 20 درجه سانتیگراد باید تمهیدات مناسبی برای اجرا در زمینه حجم ترکیب مواد و نحوه اجرای گروت اپوکسی در نظر گرفت. گروت اپوکسی برای دماهای بهره برداری بیش از 80 درجه توصیه نمی شود، هرچند در برخی ترکیبات اپوکسی تا دمای 120 درجه کاری امکان اجرا وجود دارد اما کلا در دمای بالا اپوکسی مستعد تردی و شکنندگی و ترک است. ط-2- بر خلاف اپوکسی ها گروت های پایه سیمانی در بازه 5 تا 40 درجه سانتیگراد بدون محدودیت یا استفاده از تمهید خاصی مانند بتن قابل اجرا هستند. دمای بهره برداری هم می تواند تا 200 درجه سانتیگراد ( قریب به 400 درجه فارنهایت) باشد. همچنین دمای تغییر فاز سیمان هیدراته در گروت پایه سیمانی مانند بتن، 350 درجه سیلیسیوس است.

ی- محدودیت های ضخامت

ی-1- اگر امکان ترکیب و ابزار آلات لازم وجود داشته باشد می توان گروت اپوکسی را در ابعاد 250× 250× 50 سانتیمتر – یعنی به عنوان یک فونداسیون کامل جایگزین- در تعمیرات و ترمیمات بتن اجرا کرد.ی-2- در مورد گروت های پایه سیمانی وضع کمی متفاوت است. تا مرز عدم ترک پذیری به مشابه بتن میتوان پیش رفت . بطور کلی اجرای گروت پایه سیمانی به تنهایی در یک لایه تا حداکثر 12 سانتیمتر مجاز است اما اگر به صورت کاشت بولت، انکر و یا میلگرد باشد، به آن جهت که خود قطعه فلزی به عنوان هادی حرارت ناشی از هیدراتاسیون یا یک heat sinks  عمل می کند ضخامت پر کردن حفره با گروت سیمانی را می توان تا 35 سانتیمتر در نظر گرفت.

ک- حمل و انبارش

ک-1- محصولات اپوکسی تحت تأثیر دمای محیط یا زیر صفر کارایی خود را از دست نمی دهد. اما بهتر است پیش از اجرا و ترکیب از روانی مناسب رزین و هاردنر اطمینان حاصل گردد. در صورت نیاز به روانی می توان ظرف در بسته را درون یک مخزن کوچک آب گرم – تا 80 درجه سانتیگراد- برای چند دقیقه ای غوطه ور کرد.ک-2- گروت های پایه سیمانی هم، در حالت پودر، از تغییرات دمایی متاثر نمی شوند اما به دلیل استفاده از آب در فرآیند ترکیب و عمل آوری همانطور که پیشتر گفته شد، دمای اجرا مشابه اجرای بتن و بین 5 تا 40 درجه سانتیگراد می باشد.

ل- کیورینگ و عمل آوری

ل-1- گروت های اپوکسی به غیر از تمهیدات استفاده از پوشش محافظ برای دماهای بالای 20 درجه یا سایبان به هیچ کیورینگی احتیاج ندارند.ل-2-کیورینگ گروت پایه سیمانی با استفاده از پاشش آب در 5 ساعت اول اجرا و یا استفاده از ماده عمل آوری و کیورینگ بتن صورت می پذیرد.

امتیازات گروت اپوکسی در مقایسه با گروت پایه سیمانی

* گروت اپوکسی اتصال و چسبندگی بهتری بین بتن فونداسیون و فلنچ یا صفحه فولادی ایجاد می کند. * مقاومت کششی گروت اپوکسی به نسبت گروت سیمانی بیشتر است. * گروت اپوکسی بین 24 تا 48 ساعت پس از قرارگیری مقاومت فشاری مطلوبی برای بارگذاری ایجاد می کند. * هنگامی که به درستی مخلوط و اعمال شود ، گروت اپوکسی تا بیش از 90 درصد با سطح صفحه فولادی درگیر می شود.* گروت اپوکسی از مقاومت شیمیایی و روغنی بالایی برخوردار است ، که بسیار بیشتر از بتن و گروت پایه سیمانی است. * تحمل بار دینامیکی و استاتیکی گروت اپوکسی بالاتر از گروت پایه سیمانی است.* گروت اپوکسی تجهیزات و پد استال بتنی را یکپارپه کرده و به لختی سازه زیر فشار بار دائم کمک می کند.* چون به طور کلی فرآیند اجرای گروت پایه سیمانی نزدیک به بتن است، سهل گیری زیادی از طرف مجری، کارفرما و دستگاه نظارت اعمال می شود، طرح اختلاط به درستی کنترل نمی شود و یک نیروی اجرایی ساده به راحتی در صورت مشاهده ی عدم روانی به هر میزان آب ( بدون در نظر گرفتن تاثیر آن بر خواص مکانیکی گروت پایه سیمانی، خصوصا مقاومت فشاری) اضافه می کند، پودر های دارای رطوبت یا مصالح بسیار درشت از چرخه ی اجرا بیرون نمی روند و ریسک عملیات گروت ریزی در دمای بالاتر از استاندارد، در شرایط اجرا با توجه به نیاز به سرعت در اجرای پروژه در نظر گرفته نمی شود.نتیجه گیریاستفاده از گروت ها، خواه گروت پایه سیمانی و یا گروت 3 جزئی اپوکسی بر اساس نیازمندی هر پروژه عمرانی – صنعتی خواهد بود. در سازه های صنعتی و در هنگام نصب تجهیزات بر اساس ویژگی های گروت اپوکسی در ایجاد شرایط پایدار بهره برداری و کوتاه شدن دوره های تعمیرات و نگهداری، بهتر است انتخاب اول کارفرمایان گروت اپوکسی باشد. البته با توجه به توسعه ساخت ساز و وفور سایت های کوچکتر عمرانی و در بخش هایی که ضرورت مقاومت شیمیایی و دمپ بارهای دینامیکی در اولویت نباشد، به حکم اصل کنترل هزینه می توان از گروت های پایه سیمانی استفاده کرد. در صنعت ذوب فلزات و در خصوص تجهیزات نزدیک به کوره و انتقال حرارت های تابشی یا همرفت گروت های پایه سیمانی اصلاح شده با پودر آلومینات یا سیمان نسوز می توانند کارآمد باشند.

این مقاله توسط دکتر وحیدرضا مهتدی ، دکتر علیرضا مهتدی و به همراهی دپارتمان آموزش کلینیک بتن ایران(مهندسین مشاور اثر مهرازان پایدار ) تدوین شده است .جهت ارتباط بیشتر با مجموعه کلینیک بتن ایران می توانید از طریق وب سایت رسمی کلینیک بتن ایران به نشانی WWW.CLINICBETON.IR یا با شماره 02145872 در تماس باشید.

کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت و مطالب و مقالات آن  متعلق به کلینیک بتن ایران (مهندسین مشاور اثر مهرازان پایدار) بوده و هرگونه استفاده اقتصادی به هر عنوان ممنوع و استفاده از متن یا مضمون آن تنها با ذکر منبع و درج وب سایت مجاز می باشد.

تماشاخانه

راننده از ترس پلنگ فرار کرده رفته تو ماشین / درخواست کمک گرفتنش خیلی جالبه (فیلم)

رازهای جالبی از تایتانیک که شاید هرگز درباره‌اش نشنیده باشید (فیلم)

فیلم های دیگر