مهار از جمله بولت ها، پیچ ها و مهار های فولادی هستند که از با روش مکانیکی یا شیمیایی به یک بستر بتنی یا بنایی متصل می شوند. در روش مهار شیمیایی، با استفاده از چسب کاشت میلگرد و بولت قطعه به بستر متصل می شود. در صورتی که در روش مهار مکانیکی، اتصال با استفاده از نیروی گشتاور یا ضربه انجام می شود. معمولا از مهارها، برای افزایش استحکام و مقاوم سازی بسترهای بنایی و بتنی استفاده می شود.
چگونه بین مهار مکانیکی و شیمیایی یکی را انتخاب کنیم؟
هر کسی که با بحث تعمیر و مقاوم سازی بتن آشنا باشد، می داند که سیستم های مختلفی برای انجام آن وجود دارد. همچنین انتخاب یک روش از میان طیف وسیعی از روش ها می تواند بسیار گیج کننده باشد. اولین تصمیم، انتخاب درست بین استفاده از سیستم های مکانیکی و شیمیایی است. از طریق آشنا شدن با هر کدام از مهارهای شیمیایی و مکانیکی ، میتوان به درستی روش مناسب را انتخاب کرد.
مهار شیمیایی چیست؟
انکر شیمیایی در واقع استفاده از هرگونه چسب و ماده شیمیایی برای اتصال یک مهار به بستر مورد نظر می باشد. مهار شیمیایی یا همان چسب کاشت میلگرد به طور معمول برای کاربردهایی با میزان بار زیاد مناسب و ایده‌آل است. تقریبا در همه موارد، پیوند حاصل در مهار از خود ماده پایه قوی تر است. همچنین از آنجایی که این سیستم مبتنی بر چسبندگی شیمیایی است، هیچ تنشی از جمله تنش باری، به مواد پایه وارد نمی شود
اولین مهارهای شیمیایی به چه صورت است؟
مهارهای مکانیکی زمانی تنها سیستم‌های افزایش مقاومت سازه بودند، اما امروزه می توان با استفاده از سیستم‌های شیمیایی مدرن نیز این مقاوم سازی را انجام داد. چسب کاشت بولت در سال های اخیر اهمیت زیادی پیدا کرده اند. اولین سیستم هایی که به عنوان مهار شیمیایی راه اندازی شدند، میله های مهار و کپسول های شیشه ای حاوی مواد شیمیایی بودند. این مهارها در ابتدا فقط بر روی بتن بدون ترک اعمال می شدند. بعد از مدتی میله های مهار تخصصی با هندسه مخروطی، کاربردهای بیشتری را در بتن ترک خورده امکان پذیر کرد.
در این روش، پس از ایجاد حفره در بستر، کپسول شیشه ای را در داخل سوراخ قرار می دهند. سپس با استفاده از دریل مهار را به داخل حفره هدایت می کنند. در این حین پوسته شیشه ای در داخل سوراخ از بین می رود و ماده شیمیایی داخل آن به دور مهار و بستر می چسبد. با استفاده از این روش، می توان به سادگی و در مدت زمان کم، چندین مهار را در بستر قرار داد.
مزایا و معایب استفاده از مهار شیمیایی کپسول شیشه ای حاوی مواد شیمیایی چیست؟
هر کدام از این سیستم ها مزایا و معایب خود را دارند. به طور کلی، سیستم‌های کپسول شیشه‌ای حاوی مواد شیمیایی در برابر سوراخ‌های مته‌ای که به خوبی تمیز نشده‌اند، مقاوم‌تر هستند. زیرا شیشه زمانی که در سوراخ قرار می‌گیرد از بین می‌رود و در نتیجه دیواره سوراخ مته را پاک می‌کند. به همین دلیل است که سیستم های کپسولی برای گمانه های حفر شده الماس مناسب تر هستند.
مانند بسیاری از مهارهای مکانیکی، عیب این سیستم این است که فقط در یک عمق مهار تنظیم شده قابل استفاده هستند. البته امروزه سیستم‌هایی در دسترس هستند که از طریق ترکیبی از کپسول‌های مختلف، استفاده برای چندین عمق مهار را ممکن می‌سازند. از سوی دیگر، سیستم های کپسولی نیاز به دریل چکشی دارند که آن را نیازمند به آداپتورهای اضافی می کند.
مهارهای شیمیایی بر پایه رزین چیست؟
اگرچه تفاوت های زیادی بین انواع مهار شیمیایی بولت و میلگرد در بازار وجود دارد، اما آنها در یک چیز مشترک هستند. همه مهارهای شیمیایی بر پایه رزین کار می‌کنند. برای کسانی که تازه شروع به کار با مهارهای رزینی می کنند، تفاوت بین رزین ها اغلب دشوار است. درک این تفاوت ها برای کسانی که با مهار کار می کنند، برای اطمینان از محصول بسیار مهم است.
انواع رزین های مورد استفاده در مهارهای شیمیایی چیست؟
- پلی استر غیر اشباع
- اپوکسی آکریلات (وینیل استر)
- اپوکسی
- سیستم های هیبریدی
مهار شیمیایی بر پایه رزین پلی استر غیر اشباع
از این رزین برای تولید مهار شیمیایی دو جزئی استفاده می‌شود. در این نوع مهار از رزین پلی استر غیراشباع حل شده در استایرن به عنوان رزین اصلی و از رزین پلی استرغیراشباع بدون استایرن و مونومرهای مرتبط با استایرن به عنوان حلال واکنش‌پذیر استفاده می‌شوند. مهار شیمیایی 2 جزئی ساخته شده از این رزین ها آماده برای استفاده سریع و آسان هستند. همچنین آنها را با مقاومت شیمیایی محدود (در محیط های قلیایی و سایر مواد) مشخص می کنند.
مهار شیمیایی اپوکسی
گزینه های مختلفی برای انتخاب رزین های اپوکسی و اجزای سخت کننده (هاردنر) مربوطه وجود دارد. این تنوع باعث می شود تا بتوان خواص مهار شیمیایی 2 جزئی اپوکسی را به طور دقیق مشخص کرد و مطابق با نیازهای خاص سازگار کرد. مهار شیمیایی رزین اپوکسی یا همان چسب کاشت میلگرد پایه اپوکسی دارای خواص حرارتی و مکانیکی بسیار خوب و مقاومت فوق العاده در برابر مواد شیمیایی مشخص می باشد. همچنین مقدار انقباض ناشی از عمل آوری و سخت شدن آن بسیار کم است.
مهار شیمیایی مبتنی بر اپوکسی آکریلات یا وینیل استر
این مهار شیمیایی رزین های وینیل استر یک محصول 2 جزئی است. رزین های وینیل استر از دو جز رزین اپوکسی و رزین پلی استر غیر اشباع ساخته می شود. خواص وینیل استر شامل خواص حرارتی و مکانیکی خوب رزین اپوکسی و قابلیت استفاده و اجرا آسان و سریع رزین های پلی استر غیراشباع می شود. رزین های وینیل استر نسل جدید رزین های بدون استایرن هستند. رزین‌های وینیل استر و ملات رزین واکنش‌دهنده ساخته شده از آنها دارای ویژگی‌های مقاومت شیمیایی بسیار بالایی به ویژه در محیط‌های قلیایی هستند.
نقش دما و نوع رزین در انتخاب نوع مهار شیمیایی چیست؟
برای اطمینان از اتصالات ایمن و طولانی مدت، انتخاب آگاهانه مهارهای شیمیایی بر پایه رزین، بسیار مهم است. هنگامی که خواص انواع مختلف رزین به طور کامل شناخته نشده باشند، این انتخاب می تواند دشوار باشد. با این حال، هنگامی که این به شناخت برسید، امکان استفاده از بهترین و مناسب ترین محصول فراهم می شود. هنگامی که یک نوع مهار انتخاب شد، تنها در صورتی می توان بر روی آن تغییرات ایجاد کرد که ویژگی های کلیدی آن ثابت بماند.
دما نقش مهمی را برای همه سیستم‌های شیمیایی ایفا می‌کند. زمانی، از مهارهای شیمیایی فقط می شد در دمای بالای صفر استفاده کرد،اما اکنون، میتوان در دمای منفی 30 درجه نیز از آنها استفاده کرد. با اینکه مهار شیمیایی رزین اپوکسی، بهترین ظرفیت باربری را دارد ، اما زمان پخت آنها می‌تواند تا یک روز کامل در محدوده دمای پایین طول بکشد.
مهار مکانیکی انبساطی چیست؟
انکر مکانیکی از طریق اعمال گشتاور معروف به مهار انبساط کنترل شده در هنگام نصب فعال می شود. این گروه شامل مهارهای پیچ و مهره، بولت و رول بولت ها می شود. این مهارهای مکانیکی با استفاده از چکش زدن در داخل بستر منبسط می شوند. به همین علت آنها را اصطلاحا مهار مکانیکی انبساطی می گویند.
مهار مکانیکی با سیستم آندرکات چیست؟
دسته دیگری از مهارهای مکانیکی،سیستم آندرکات است. در این سیستم ابتدا یک حفره در سطح ایجاد می شود، سپس با استفاده از دریل و ابزارهای گشتاوری، آن را در بستر بتنی محکم می کنند.
یکی از معایب مهار مکانیکی انبساطی، قرار گرفتن آنها در هنگام نصب است. به منظور بهره مندی از اثر کامل آنها، این مهارها باید به طور موثر بر روی دیواره گمانه فشار داده شوند که می تواند منجر به ایجاد فرورفتگی در بتن شود. اما در مهار مکانیکی با سیستم آندر کات بار و تنش ها از طریق تکیه گاه انکر به بتن منتقل می شوند. این منجر به تمرکز نیروهای انبساطی با درجه بالا در طول تکیه گاه مهار می شود.
در این روش به حجم کافی اجزا و فاصله های لبه بزرگتر اطراف گمانه نیاز است، تا بتن بتواند تنش کششی بعدی را بدون آسیب جذب کند. به همین منظور، انکرها در سال‌های اخیر تحت بهینه‌سازی قابل توجهی قرار گرفته‌اند. به طوری که انکرهای مکانیکی اکنون می‌توانند در بتن‌هایی با فواصل لبه‌های کوتاه‌تر نیز استفاده شوند.
مهار مکانیکی مناسب برای آجرها و بلوک های توخالی
استفاده از مهار در بلوک های توخالی یا آجرهای عمودی سوراخ شده نسبتاً مشکل ساز است. می توان از یک مهار مکانیکی تقریبا برای هر نوع بستر استفاده کرد. در مهار مکانیکی بر دو ناحیه انبساط بدون آسیب رسیدن به پایه، نیرو اعمال می شود.
مهار مکانیکی پیچ بتن
استفاده از مهارهای مکانیکی معمولی در مصالح ساختمانی صلب و جامد با خطر شکافتن و ترک خوردن آنها همراه است. یک پیچ بتن، می تواند یک راه حل مطمئن برای اجرا مهار در سنگ باشد. با این حال نیاز به نصب حرفه ای دارد که تمام دستورالعمل های سازنده را در نظر بگیرد.
مزایای مهار مکانیکی چیست؟
- صرفه اقتصادی
برای نصب مهار مکانیکی، فقط کافی است در سطح مورد نظر سوراخی ایجاد شود و با استفاده از چکش یا ابزار گشتاوری بر بستر اعمال بشود.
- نیاز به سوراخ خالی کوچک تر و کمتر برای نصب فشاری
هنگامی که مهار مکانیکی به صورت فشاری یا با استفاده از چکش نصب می شود، سوراخ کوچتری را نسبت به مهار شیمیایی اشغال می کند.
- استفاده مجدد از مهار مکانیکی موقت
از پیچ های بتنی که برای اتصالات موقت در سایت های ساخت و ساز استفاده می شود، می توان مجدد استفاده کرد.
- تعداد دفعات استفاده از انواع مهار مکانیکی از جمله پیچ و بولت
تعداد دفعاتی که امکان استفاده مجدد از مهار وجود دارد به سایش پیچ بستگی دارد. این مورد را می توان به راحتی با استفاده از غلاف تست آزمایش کرد.
- نصب مهارهای مکانیکی در عمق های مختلف
اولین مهارهای مکانیکی فقط در یک مجموعه از عمق مهار از پیش تعریف شده قابل استفاده بودند. اما در حال حاضر مهارهایی در دسترس هستند که امکان نصب در عمق های چندگانه یا حتی انعطاف پذیر را فراهم می کنند.
به چه نکاتی هنگام نصب مهار مکانیکی باید توجه کرد؟
نوع مهار مکانیکی و همچنین روش پاکسازی سوراخ مته نقش مهمی دارند. به طور معمول مهارهای مکانیکی نسبت به سوراخ هایی که به اندازه کافی تمیز نشده اند، واکنش بدی نشان نمی دهند. با این وجود، سوراخ های ایجاد شده با مته همیشه باید طبق دستورالعمل های تعیین شده تمیز شوند، زیرا این امر به طور قابل توجهی بر ظرفیت باربری تأثیر می گذارد. همچنین از یک پیچ بتنی به هیچ وجه نباید بیش از یک بار در یک سوراخ قرار داده شود.
مزیت استفاده از مهارهای شیمیایی نسبت به مهارهای مکانیکی چیست؟
همه سیستم های شیمیایی یک مزیت عمده دارند، که هیچ نیروی منبسط کننده در هنگام قرار دادن مهارها وجود ندارد. با این حال، همه مهارها هنگامی که تحت بار قرار می گیرند، نیروی انبساط ایجاد می کنند. این نیروی انبساط در مورد سیستم های شیمیایی کمتر است، با این حال، به دلیل طول پیوند زیاد، بار به پایه ساخت و ساز منتقل می شود و در یک منطقه بزرگتر توزیع می شود.
سیستم های تزریق مهار شیمیایی اولین و تنها انتخاب در مورد مهار بنایی و موارد خاص هستند. به منظور امکان قرار دادن ایمن میله‌های مهار در بنای حاوی حفره یا در آجرهای سوراخ‌دار، از رول بولت ها استفاده می شود. بعد از قرار دادن رول بولت یا غلاف در سوراخ ملات به داخل آن تزریق می شود. پس از ورود ملات، میله رزوه دار یا میلگرد وارد می شود. این تضمین می کند که ملات به طور یکنواخت از طریق سوراخ های رول بولت پخش شود.
آیا مهار شیمیایی نسبت به مهار مکانیکی معایبی دارد؟
یکی از معایب مهار شیمیایی، این است که در صورت بارگذاری کششی به صورت ثابت و مداوم، کاهش دوام صورت می گیرد. با توجه به این موضوع برای انجام محاسبات، یک ضریب کاهش معرفی شده است. در یک مقایسه بین مهار شیمیایی و مکانیکی ثابت شده است که این ضریب کاهش برای مهار مکانیکی کمی کمتر است.
همچنین در روش مهار شیمیایی الزامات بالاتری برای تمیز کردن سوراخ مته اعمال نیاز می شود. معمولا این نوع مهار گرانتر هستند. مهار یا انکر شیمیایی در هنگام استفاده از روش‌های نصب فشاری به اقدامات تکمیلی نیاز دارند. بنابراین سیستم‌های کپسولی حاوی مواد شیمیایی اغلب فقط می‌توانند با استفاده از روش‌های پیش‌فرض نصب شوند.
