کاشت میلگرد در بتن و بررسی انواع روش های اجرا و نکات ایمنی

کاشت میلگرد معمولاً با هدف مقاوم‌سازی بخش‌های مختلف سازه‌های بتنی مانند فونداسیون و ستون‌‌ها انجام می‌گیرد. این فرآیند در پروژه‌های عمرانی و ساختمانی که از بتن برای ساخت اسکلت استفاده می‌کنند، بسیار مرسوم است؛ زیرا مانع از شکستگی و ترک‌خوردگی بتن‌ها می‌شود. کاشت میلگرد، به روش‌های مختلف قابل انجام است و کیفیت اجرای آن، به چگونگی کاشت، ابزارها و مواد مورد استفاده بستگی دارد. در ادامه این مقاله آهن صد، با روش‌ها، مراحل و کاربردهای کاشت میلگرد در بتن، بیشتر آشنا خواهید شد.

کاشت میلگرد چیست؟

کاشت میلگرد، به معنای حفاری بتن و اضافه کردن میلگردها داخل آن است که منجر به افزایش مقاومت کششی بتن خواهد شد. کاشت میلگرد در بتن، تفاوت‌هایی با عملیات آرماتوربندی دارد؛ آرماتور، از میلگردهای خم و به‌هم متصل، تشکیل شده و در مراحل اولیه ساخت سقف و کف ساختمان‌ها، به همراه بتن مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما کاشت میلگرد، معمولاً بعد از تکمیل ساختمان و برای افزایش استحکام، جلوگیری از تخریب بتن و اتصال بخش‌های مختلف سازه انجام می‌شود.

بررسی تاریخچه و پیشرفت‌های تکنولوژیکی در کاشت میلگرد

تکنولوژی کاشت میلگرد از دهه‌ها پیش تاکنون پیشرفت‌های چشمگیری داشته است. در ابتدا، استفاده از میلگرد در ساختمان‌سازی به‌صورت سنتی و با تکنیک‌های ابتدایی صورت می‌گرفت، اما با پیشرفت تکنولوژی‌های جدید، روش‌های نوینی مانند استفاده از چسب‌های اپوکسی و مهارهای مکانیکی به‌کار گرفته شده‌اند که امکان کاشت میلگرد را دقیق‌تر، سریع‌تر و ایمن‌تر می‌کنند.

پیشرفت‌های تکنولوژیکی شامل:

• استفاده از مواد پیشرفته برای چسبندگی بهتر میلگرد به بتن
• توسعه ماشین‌آلات حفاری دقیق برای ایجاد سوراخ‌های کاشت
• طراحی نرم‌افزاری برای محاسبه دقیق مقاومت و استحکام بتن پس از کاشت میلگرد

این تکنیک‌ها و پیشرفت‌ها به مهندسین امکان می‌دهد که پروژه‌های بازسازی و تقویت سازه‌های موجود را با دقت و اطمینان بیشتری انجام دهند، به طوری که علاوه بر افزایش ایمنی، به کاهش هزینه‌ها و زمان اجرا نیز کمک شایانی کند.

انواع روش‌های کاشت میلگرد

کاشت میلگرد در حفره‌های بتنی، به شیوه‌های مختلف قابل انجام است. میلگردها را می‌توان با استفاده از چسب مخصوص یا مواد پایه سیمانی (مَلات) و یا روش مهار مکانیکی، داخل سوراخ‌های بتن نصب کرد. انواع کاشت میلگرد به شرح زیر می باشد:

کاشت میلگرد با چسب اپوکسی یا رزین‌های شیمیایی

یکی از روش‌های بسیار مرسوم کاشت میلگرد، استفاده از چسب‌ها و رزین‌های شیمیایی است که با پوشش‌دهی و مقاومت بالای خود، اتصال میلگرد و بتن را تقویت می‌کنند. در این روش، چسب اپوکسی به درون حفره بتن تزریق شده و با پر کردن اطراف میلگرد، آن را تثبیت می‌کند. از آنجا که کاشت میلگرد با چسب اپوکسی، نسبت به سایر روش‌ها آسان‌تر است، گزینه اغلب ساختمان‌‌ها و پروژه‌هاست. اما این روش، برای سازه ‌های خیلی سنگین و پرفشار مناسب نبوده و علاوه‌بر تحمل پایین، بسیار هزینه‌بر است.

کاشت میلگرد با گروت‌های مخصوص (مَلات)

گروت، یکی از مواد پایه سیمانی است که از ترکیب آب، سنگ‌دانه‌های سیلیسی، سیمان و افزودنی‌های دیگر تشکیل شده و مقاومت کششی بالایی دارد. گروت، به عنوان یک مَلات بسیار مستحکم، داخل حفره‌ها ریخته می‌شود تا پس از کاشت میلگرد، اتصال محکمی بین آن و بتن ایجاد کند. بطور کلی، کاشت میلگرد با گروت‌های سیمانی، روش مطمئن‌تر و کم‌هزینه‌تری در مقایسه با دیگر روش‌هاست؛ اما اجرای آن، انرژی و دقت بیشتری لازم دارد. 

کاشت میلگرد به روش مهار مکانیکی

در کاشت میلگرد به روش مهار مکانیکی، از هیچ ماده یا چسبی برای تثبیت میلگرد، استفاده نمی‌شود. حفره‌های بتنی در روش مهار مکانیکی، قطر کمتری نسبت به سایر روش‌ها داشته و فقط گنجایش جای‌گذاری میلگرد را دارند. تثبیت میلگردها در این روش، با استفاده از بولت انجام می‌شود؛ در انتهای بولت‌ها پره‌‌های پیچ‌داری وجود دارد که با چرخیدن، درون بتن فرو رفته و میلگرد را کاملاً درگیر می‌کنند. میلگردهای آجدار، با توجه به اصطکاک فوق‌العاده‌شان، برای این روش مناسب‌ترین گزینه هستند. به دلیل پیچیدگی‌ها و سختی زیاد، پروژه‌های کمی حاضر به کاشت میلگرد با روش مهار مکانیکی هستند.

مراحل اجرای کاشت میلگرد (گام به گام)

سازه‌هایی که زمان زیادی از ساختشان گذشته و علائم سستی یا ترک‌خوردگی در بخش‌های بتنی آن‌ها ایجاد شده است، معمولاً برای تقویت خود، به کاشت میلگرد نیاز دارند. به همین علت، چگونگی اجرا و مراحل مختلف کاشت میلگرد، همواره مورد توجه فعالان حوزه عمران و ساختمان‌سازی بوده است. در ادامه، فرآیند کاشت میلگرد در سازه بتنی، بصورت گام به گام توضیح داده می‌شود.

• مرحله اول: بررسی و آماده‌سازی سطح بتن 

قبل از هر اقدامی، لازم است کیفیت سطح بتن مورد نظر را بررسی کنید تا هنگام سوراخ‌کاری و وارد کردن فشار میلگرد، مشکلاتی نظیر ریزش بتن رخ ندهد.

• مرحله دوم: سوراخ‌کاری (انتخاب قطر و عمق مناسب)

سوراخکاری بتن، مهم‌ترین و حساس‌ترین مرحله در کاشت میلگرد است. در این بخش، باید به نوع میلگرد مصرفی و میزان مقاومت مورد نظر خود، توجه کافی داشته باشید. قطر حفره بتن، باید به اندازه مجموع قطر میلگرد با حجم مواد تزریقی باشد. دیگر موضوع مهم، توجه به عمق سوراخ است که تأثیر زیادی بر مقاومت کششی بتن و میلگرد دارد.

• مرحله سوم: تمیزکاری سوراخ (اهمیت پاکسازی گرد و غبار)

هنگامی که در بتن حفره ایجاد شد، احتمالاً مقداری خاک و گرد و غبار داخل سوراخ باقی می‌ماند که میزان چسبندگی مواد تزریقی را کاهش خواهد داد. به همین علت باید این مواد اضافی را با برش یا دستگاه‌های مکنده خارج و داخل سوراخ را کاملاً خالی کنید.

• مرحله چهارم: تزریق چسب یا گروت

در مرحله تزریق، باید به حجم مواد مصرفی، توجه بسیار زیادی داشته باشید. در صورتی که میزان چسب یا گروت، بیش از اندازه باشد، به بیرون از سوراخ می‌ریزد و اگر خیلی کم باشد، نمی‌تواند میلگرد را ثابت و محکم نگه دارد.

• مرحله پنجم: نصب میلگرد در سوراخ

باید بلافاصله بعد از تزریق چسب یا گروت، میلگرد را وارد حفره کنید تا اطراف آن پوشش داده شود. سرعت نصب میلگرد اهمیت زیادی دارد، چرا که تأخیر و خشک شدن مواد، ممکن است کاشت میلگرد را دچار اختلال کند.

• مرحله ششم: نگهداری و زمان خشک شدن

در آخرین مرحله نیز باید تا 24 ساعت، از تکان خوردن میلگرد جلوگیری کنید تا مواد اطراف آن خشک و تثبیت شوند.

نکته: فرآیند کاشت میلگرد به روش مهار مکانیکی، الزامات و پیچیدگی‌های بیشتری دارد و باید تحت نظارت مهندسین این حوزه اجرا شود.

نکات بسیار مهم در کاشت میلگرد

بطور کلی، عملیات کاشت میلگرد نیازمند توجه و دقت زیاد در عمق سوراخ، میزان مواد تزریقی، نگه‌داری و فاصله میلگردها است. حین اجرای این فرآیند، نکات مهمی وجود دارند که بر کیفیت کاشت میلگرد، تأثیرگذار هستند. برای مثال، فاصله میان میلگردهای کاشت شده، باید برابر یا بیشتر از پنج برابر قطر میلگرد باشد تا مواد مصرفی، چسبندگی کافی ایجاد کنند. یا برای محافظت از چسب و میلگرد در برابر ضربه یا نفوذ رطوبت، بهتر است یک پوشش بتنی جلوی آن نصب شود.

کاشت میلگرد در بتن قدیمی یا آسیب دیده

بتن‌های قدیمی و آسیب دیده، معمولاً بسیار سست و ضعیف هستند و کاشت میلگرد در آن‌ها حساسیت بالایی دارد. کاشت اشتباه یا غیر اصولی میلگرد، ممکن است تخریب بتن یا ایجاد ترک‌خوردگی را در پی داشته باشد. به همین دلیل، ترمیم یا تقویت بتن(در صورت نیاز)، باید جزء اولین اقدامات باشد. از مهم‌ترین اقدامات قبل از کاشت، آزمایش مقاومت بتن است که می‌تواند احتمال ریزش و تخریب هنگام عملیات را کاهش دهد.

استانداردها و آیین‌نامه‌های مربوط به کاشت میلگرد

برای کاشت میلگرد در بتن، استانداردهای اجرایی وجود دارند که مورد تأیید نهادها و شرکت‌های معتبر ایران و جهان هستند. این استانداردها و آیین‌نامه‌ها، جزء الزامات ضروری هنگام کاشت میلگرد و بطور کلی استفاده از انواع بتن محسوب می‌شوند. از جمله این استانداردها می‌توان به ASTM A706 برای میلگردهای کم‌آلیاژی و ISO 15835 برای سیستم‌های تقویت کننده بتن اشاره کرد. این استانداردها دستورالعمل‌های مشخصی برای انتخاب مواد، روش‌های کاشت، انجام تست‌های ضروری و نظارت بر اجرا دارند.

در ایران، آیین‌نامه‌هایی مانند مبحث ۹ مقررات ملی وجود دارند که کیفیت و کمیت کاشت میلگرد، با جزئیات در آن ذکر شده است. در سایر کشورها نیز، از مواردی مانند استاندارد آمریکایی ACI 318 در ساخت و اصلاح انواع بتن استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که عدم رعایت اصول موجود در این آیین‌نامه‌ها، احتمال آسیب به پروژه و حتی پیگردهای قانونی را در پی خواهد داشت.

مزایا و معایب استفاده از کاشت میلگرد

کاشت میلگرد در بسیاری از پروژه‌های ساخت‌وساز مورد استفاده قرار می‌گیرد و از مزایا و معایبی برخوردار است. در ادامه، مزایا و معایب این روش به طور کامل بیان شده است.

مزایای استفاده از کاشت میلگرد

مهم‌ترین مزایای استفاده از روش کاشت میلگرد عبارتند از:

• افزایش استحکام و طول عمر سازه: کاشت میلگرد، بتن و سازه‌های موجود را در برابر بارهای وارده مقاوم‌تر می‌سازد، که این امر منجر به افزایش طول عمر و دوام آن‌ها می‌شود.
• بهبود خواص مکانیکی سازه: از دیگر مزایای این روش بهبود خواص مکانیکی سازه از جمله افزایش مقاومت در برابر ترک و خوردگی می‌باشد.
• کاهش هزینه‌ها و زمان اجرا: در مقایسه با سایر روش‌های تقویت سازه‌ای مانند تخریب کامل و بازسازی، کاشت میلگرد می‌تواند هزینه‌های پروژه را به طور قابل توجهی کاهش دهد. اجرای سریع‌تر و کم‌تراشیدگی نسبت به تخریب کامل، که منجر به اتمام زودهنگام پروژه‌ها و کاهش اختلال در فعالیت‌های روزمره می‌شود.

معایب و چالش‌های کاشت میلگرد

علاوه بر مزایا، این روش معایب و چالش‌هایی نیز دارد که عبارتند از:

• محدودیت‌های فنی و عملیاتی:کاشت میلگرد نیازمند بررسی‌های فنی دقیق و انتخاب مواد مناسب برای هر پروژه است که می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. در برخی موارد، دسترسی به بخش‌های خاص سازه برای کاشت میلگرد ممکن است دشوار باشد، مخصوصاً در سازه‌های قدیمی و تاریخی.
• ریسک‌های احتمالی و مدیریت آن‌ها: خطر آسیب دیدگی بتن موجود یا تاثیرات منفی بر میلگرد سازه که ممکن است به خوبی کاشته نشده باشد. همچنین، نیاز به نظارت دقیق بر روند کاشت و استفاده از تجهیزات و فناوری‌های مدرن برای اطمینان از عدم وجود خطا نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.

کاربردهای کاشت میلگرد

همانطور که گفته شد کاشت میلگرد یکی از روش‌های موثر برای مقاوم سازی بتن در پروژه‌های عمرانی و ساختمانی است. در ادامه بسیاری از کاربردهای این تکنیک بیان شده است.

• تقویت فونداسیون‌ها و دیوارها: یکی از کاربردهای مهم کاشت میلگرد، تقویت فونداسیون و دیوارها به‌ویژه در مناطق زلزله‌خیز که نیاز به افزایش مقاومت سازه‌ها در برابر نیروهای لرزه‌ای است.
• ترمیم و بازسازی سازه‌های آسیب‌دیده: از دیگر کاربردهای استفاده از این روش، ترمیم و بازسازی سازه‌های آسیب‌دیده است. کاشت میلگرد امکان مرمت سازه‌های تاریخی و حفظ میراث فرهنگی را فراهم می‌آورد.
• اصلاح طراحی سازه‌های موجود: این تکنیک اجازه می‌دهد تا تغییرات در طراحی بدون تخریب کامل اجرا شود.
• مقاوم سازی سازه در برابر لرزه: کاشت میلگرد برای اجرای ژاکت بتنی یا فولادی، افزایش مقاومت خمشی و برشی اعضا و اصلاح رفتار لرزه‌ای مقاطع استفاده می‌شود.

ابزارها، تجهیزات و نکات ایمنی در کاشت میلگرد

برای سوراخ‌کاری بتن هنگام کاشت میلگرد، معمولاً از دریل‌های برقی، کرگیری‌ها و مته‌های متناسب با پروژه استفاده می‌شود. این فرآیند، به دستگاه‌های پرقدرت (برای حفر بتن) و مته‌های بلند نیاز دارد تا فضای مناسب میلگرد را سوراخ کند. برای تزریق انواع چسب، باید از کارتریج‌ها، شلنگ‌ها یا تفنگ ‌های مخصوص چسب استفاده شود. برس‌ها و دستگاه‌های مخصوص نیز می‌توانند در تمیزکاری سوراخ‌ها به‌کار برده شوند. همچنین وسایل ایمنی مانند عینک، دستکش و کلاه مخصوص ساختمان‌سازی، برای جلوگیری از آسیب‌های احتمالی مورد نیاز خواهند بود.

هزینه کاشت میلگرد (برآورد قیمت)

از آنجا که کاشت میلگرد با روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد، هزینه‌های اجرای آن، به عوامل زیادی بستگی دارد. متغیر بودن تعداد، سایز و گرید میلگردها به علاوه قیمت خرید و نوع چسب یا گروت مصرفی، باعث می‌شود که هزینه‌های کاشت میلگرد در پروژه‌های مختلف، هیچگاه یکسان نباشد. ممکن است حجم یک پروژه و حتی تعداد کارگران آن، هزینه کاشت میلگرد را افزایش دهند؛ در نتیجه برای قیمت اجرای این عملیات، فقط می‌توان یک برآورد نسبی و احتمالی ذکر کرد. به عنوان مثال، کاشت میلگرد عمودی با قطر ۱۶ در عمق ۲۵ سانتی‌متر، اگر توسط مته توپُر انجام شود، ۱۰۰ هزار تومان و اگر به روش کُرگیری انجام شود، احتمالاَ ۲۵۰ هزار تومان هزینه خواهد برد.

قیمت روز میلگرد

عوامل متعددی بر قیمت نهایی میلگرد تاثیرگذار هستند و هزینه نهایی کاشت میلگرد را تغییر می‌دهند. به همین علت اطلاع از قیمت روز از اهمیت بالایی برخودار است. برای مشاهده قیمت روز میلگرد بر اساس سایز، گرید و کارخانه تولید کننده، به صفحه قیمتی آن در آهن صد مراجعه کنید.

نتیجه‌گیری

کاشت میلگرد، یکی از روش‌های بسیار مرسوم برای مقاوم‌سازی و یا اتصال سازه‌های بتنی است که اجرای آن، به روش‌های مختلف امکان‌پذیر است. کاشت میلگرد را می‌توان با چسب‌های اپوکسی (رزین‌های شیمیایی)، گروت‌های سیمانی و یا به روش مهار مکانیکی انجام داد که انتخاب هر یک، به نوع پروژه بستگی دارد. برای کاشت میلگرد، لازم است تا سطح بتن را بررسی و به مقدار لازم سوراخ کنید. سپس مواد مخصوص مانند چسب یا گروت را تزریق و میلگرد را وارد آن کنید تا در آنجا تثبیت شود. این کار، تأثیر زیادی بر افزایش استحکام بتن دارد و موجب اصلاح و بهبود آسیب‌های موجود در آن می‌شود.

سوالات متداول درباره کاشت میلگرد: