گروت چیست و کاربرد آن

مقدمه

از دیدگاه مهندسی مواد، گروت ترکیبی است از سیمان، سنگدانه های بسیار ریز، افزودنی های معدنی یا شیمیایی و در برخی موارد رزین های پلیمری که با مقدار معینی آب مخلوط می شود تا ماده ای روان، بدون انقباض و دارای چسبندگی بالا حاصل گردد.
کارکرد اصلی گروت، پر کردن کامل فضاهای خالی میان اجزای سازه ای یا بین فلز و بتن است؛ نقاطی که ملات های معمولی توانایی نفوذ و انتقال تنش کافی را ندارند.

گروت های استاندارد دارای خاصیت غیرانقباضی (Non-Shrink) هستند؛ به این معنا که در حین گیرش و سخت شدن، حجم خود را حفظ می کنند و در نتیجه، چسبندگی مکانیکی یکنواخت و بدون ترک بین سطوح ایجاد می کنند.

گروت در واقع یک ملات بسیار روان و با مقاومت بالا است که برای پر کردن فضا های خالی، درز ها و شکاف های بزرگ در سازه های بتنی و فلزی استفاده می شود. این ماده از ترکیب آب، سیمان، ماسه و افزودنی های شیمیایی مختلف تولید می شود و به دلیل خواص ویژه ای که دارد، نقش مهمی در افزایش مقاومت و دوام سازه ها ایفا می کند.

گروت (Grout) یکی از مصالح کلیدی در پروژه های عمرانی و صنعتی محسوب می شود که به منظور افزایش مقاومت، استحکام و پایداری سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده نوعی ملات یا دوغاب با روانی بالا و مقاومت فشاری زیاد است که در عملیات هایی مانند پر کردن درزها و حفرات، تثبیت تجهیزات، زیرسازی بیس پلیت ها، ترمیم اجزای بتنی و افزایش چسبندگی بین بتن و فولاد نقش مهمی دارد. در این نوشتار به صورت تحلیلی و فنی بررسی می شود که گروت چیست و کاربرد آن، از چه اجزایی تشکیل شده، چه انواعی دارد، روش اجرای آن چگونه است و چه کاربردهایی در ساخت وساز مدرن دارد.

کاربردهای گروت در صنعت ساختمان

به دلیل مقاومت مکانیکی بالا، روانی مناسب و دوام طولانی، گروت در بخش های گوناگون مهندسی عمران کاربرد دارد، از جمله:

• زیرسازی و تراز کردن صفحه ستون ها (Base Plates)
• نصب و تثبیت تجهیزات صنعتی و ماشین آلات سنگین
• پر کردن درزها، فضاهای خالی و شکاف های بتن و فولاد
• اتصال میلگردهای کاشته شده به بتن موجود
• ترمیم سازه های آسیب دیده یا فرسوده
• تزریق در ترک های عمیق بتنی (Grouting Injection)
• زیرسازی ریل های جرثقیل، توربین ها، پمپ ها و پایه های تجهیزات
• آب بندی و تقویت سازه های زیرزمینی مانند تونل ها و سدها

در پروژه هایی با بارگذاری دینامیکی بالا، مانند نیروگاه ها و پالایشگاه ها، معمولاً از گروت اپوکسی یا پلیمری به جای گروت های سیمانی استفاده می شود.

مزایا و معایب استفاده از گروت

استفاده از گروت مزایا و معایبی دارد که در زیر به آنها میپردازیم.

مزایا

بهره گیری از گروت های باکیفیت مزایای فراوانی دارد، از جمله:

• افزایش دوام و عمر مفید سازه

• بهبود انتقال بار بین اجزای سازه ای

• جلوگیری از نشست و ترک خوردگی

• تسریع در اجرای پروژه ها

• مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و رطوبت

معایب

• هزینه اجرای بیشتر نسبت به ملات های معمولی، به دلیل استفاده از افزودنی های خاص و ترکیبات مقاوم تر
• وابستگی زیاد به نسبت دقیق آب و گروت؛ افزایش رطوبت بیش از حد موجب کاهش مقاومت فشاری و ایجاد ترک می شود
• کاهش کیفیت گیرش در دماهای بسیار بالا یا پایین که می تواند زمان سخت شدن را تغییر دهد
• نیاز به زیرسازی دقیق و تمیزکاری سطح تماس برای دستیابی به چسبندگی مطلوب و جلوگیری از جداشدگی
• احتمال ایجاد ترک های ریز یا جمع شدگی سطحی در صورت عدم رعایت اصول عمل آوری پس از اجرا

ویژگی های فنی گروت

یک گروت استاندارد باید از نظر مهندسی دارای مشخصات زیر باشد:

• روانی و سیالیت زیاد برای پر کردن فضاهای ریز و دسترسی ناپذیر؛
• عدم انقباض پس از گیرش برای جلوگیری از ایجاد حفره یا ترک؛
• چسبندگی بالا به سطوح فلزی و بتنی؛
• مقاومت فشاری زیاد (معمولاً بین ۵۰ تا ۹۰ مگاپاسکال)؛
• پایداری حجمی و دوام بالا در برابر سیکل های دمایی؛
• مقاومت شیمیایی و سایشی مناسب برای محیط های صنعتی.

این ویژگی ها موجب شده گروت به عنوان یک ماده تخصصی در مهندسی سازه شناخته شود که در بسیاری از عملیات های زیرسازی و مقاوم سازی ضروری است.

طرز تهیه ملات گروت

اجرای صحیح گروت تأثیر مستقیمی بر عملکرد نهایی دارد. مراحل اجرای استاندارد شامل موارد زیر است:

• آماده سازی سطح: سطوح مورد نظر باید تمیز، زبر و عاری از چربی، رنگ، گردوغبار و ذرات سست باشند. برای آماده سازی دقیق تر، از واترجت یا سندبلاست استفاده می شود.
• قالب بندی مناسب: قالب ها باید مستحکم، آب بند و با حداقل درز نشت باشند. فضای کافی برای حرکت آزاد گروت در زیر صفحه ستون ها الزامی است.
• اختلاط گروت: به مقدار تعیین شده آب (طبق دستورالعمل محصول) به پودر گروت اضافه و با همزن مکانیکی با دور پایین مخلوط می شود تا دوغابی یکنواخت و بدون حباب هوا به دست آید.
• ریختن گروت: باید در زمان کوتاه (کمتر از ۱۵ دقیقه) ریخته شود. گروت همیشه از یک سمت قالب و به صورت پیوسته و یکنواخت تزریق می شود تا هوای محبوس خارج گردد و فضا کاملاً پر شود.
• عمل آوری (Curing): برای جلوگیری از ترک و تبخیر سریع آب، سطح گروت حداقل سه روز مرطوب نگه داشته می شود، در صورت نیاز می توان از مواد عمل آوری مخصوص نیز بهره برد. 

انواع گروت - بتن پلاست

بر اساس مصارف مختلف و مقاومت های مدنظر و ضخامت اجرا ، انواع گروت به شرح زیر توسط شرکت شیمیایی بتن پلاست فرموله و تولید می شود.

• گروت پایه سیمانی ویژه

گروت سیمانی ویژه ملاتی متشکل از سیمان ، سنگدانه ، الیاف ، روانساز و مواد ضد انقباض می باشد که معمول ترین نوع گروت برای مصارف عمومی می باشد. گروت سمانی ویژه برای ضخامت های 2 الی 10 سانتیمتر مناسب می باشد و دارای دانه بندی حداکثر تا 3 میلیمتر می باشد . گروت سیمانی ویژه بدون انقباض می باشد و پس از ترکیب با آب ، ملاتی روان و توانمند جهت پر نمودن حفره ها و منافذ دور از دسترس ایجاد خواهد نمود .

• گروت سیمانی دانه درشت 

سیمان گروت چیست ؟ گروت سیمانی دانه درشت ملاتی متشکل از سیمان ، سنگدانه های دانه بندی شده ، الیاف پلی پروپیلن ، روانسازها و مواد منبسط کننده می باشد که عموما برای استفاده در ضخامت های بالای 10 سانتیمتر به کار می رود . گروت سیمانی دانه ذرشت بدون انقباض می باشد و دارای مقاومت بالای 70 مگا پاسکال می باشد و پس از ترکیب با آب ملاتی روان و توانمند برای پر نمودن زی تکیه گاهها را ایجاد خواهد نمود.

• نانو گروت ( گروت ریز دانه )

گروت ریز دانه دارای دانه بندی حداکثر تا 1 میلیمتر می باشد و برای پر کردن فضای خالی زیر بیس پلیت ها تا ضخامت 2 سانتیمتر مناسب می باشد . نانو گروت یا گروت ریز دانه به لحاظ دانه بندی نسبت به سایر گروت ها ریز تر هستند و بدین ترتیب قابلیت پر کردن بهتر فضاهای متراکم و کوچک را خواهند داشت . پودر نانو گروت پس از ترکیب با آب ملاتی توانمند و بدون انقباض و روان را تولید خواهد نمود . نکته قابل توجه در مورد استفاده از نان گروت این است که نسبت به ساید گروت های مذکور دیرتر به گیرش و سخت شدن میرسد.

• گروت منبسط شونده

گروت منبسط شونده علاوه بر دارا بودن کلیه خواص گروت های پایه سیمانی دارای میزان انبساط بیشتری می باشد که در برخش شرایط خاص استفاده از گروت منبسط شونده پیشنهاد می شود.

• گروت اپوکسی

گروت اپوکسی چیست ؟ گروت اپوکسی متشکل از سیمان و سنگدانه و الیاف و رزین و هاردنر اپوکسی می باشد که بصورت سه جزیی عرضه می شود. گروت اپوکسی عموما برای نصب و جایگذاری و تثبیت ماشین آلات صنعتی سنگین ، کاشت میلگرد و ... مناسب می باشد . گروت اپوکسی دارای مقاومت بالاتری نسبت به گروت های پایه سیمانی نرمال می باشد و پس از گیرش و سخت شدن مقاومت کششی بالاتر از 90 مگاپاسکال را تحمل خواهد نمود.

گروت ملاتی آماده شامل سنگدانه های دانه بندی شده ، سیمان ، الیاف پلی پروپیلن، روانساز ها و مواد ضد انقباض می باشد که در انواع مختلف و برای کاربرد های گوناگون مورد استفاده قرار می گیرد.

تفاوت بتن گروت و ملات گروت

جمع بندی

 در نهایت می توان گفت گروت به عنوان یکی از مصالح نوین و پرکاربرد در صنعت ساختمان، نقش مهمی در افزایش دوام، پایداری و عملکرد سازه های بتنی و فلزی دارد. این ماده که ترکیبی از سیمان، آب، سنگدانه های ریز و افزودنی های مهندسی شده است، با ویژگی هایی مانند سیالیت بالا، چسبندگی قوی و خاصیت غیرانقباضی، امکان اجرای دقیق و بدون نقص را در بخش های حساس سازه فراهم می کند. استفاده از گروت در عملیات هایی مانند نصب بیس پلیت ها، زیرسازی تجهیزات صنعتی، ترمیم بتن و پر کردن فضاهای خالی باعث ارتقای کیفی ساخت وساز و جلوگیری از آسیب های احتمالی در طول بهره برداری می شود. بنابراین، انتخاب گروت استاندارد و باکیفیت گامی اساسی در جهت افزایش عمر مفید و پایداری سازه های عمرانی به شمار می آید.