في بعض الحالات ، لتقوية الهياكل الخرسانية و تدعيمها ، من الضروري زرع حديد التسليح في الخرسانة . من أهم التطورات في تشييد هياكل الخرسانية ، القدرة على اتصال خرسانة الجديدة بالقديمة و ربط عناصر و هياكل الفولاذية بالهياكل الخرسانية باستخدام زرع حديد التسليح و زراعة المسامير . يجب ان يكون الاتصال و مونة ايبوكسي اللاصقة بين الخرسانة و حديد قادرً على تحمل قوى الواردة . بشكل عام تعد طريقة زراعة المسامير و حديد التسليح واحدة من أكثر الطرق عملية و اقتصادية لتدعيم الهيكلي و يستخدم في إمكانية تصحيح العيوب التنفيذية أو تطبيق التغييرات على الخطط التنفيذية أو في مجال تدعيم الهياكل . إن الحصول على معرفة الكافية بالتصميم و تنفيذ حديد التسليح وزرع التسليح في الخرسانة أمر ذو أهمية كبيرة . من المهم جدًا اختيار نوع مادة لاصقة لزراعة حديد التسليح لإنشاء أفضل اتصال ممكن بين الخرسانة و حديد التسليح . في معظم الحالات ، يجب أيضًا لنجاح عملية التزريع أن تكون مقاومة الشد للوصلة أكبر من مقاومة الشد لحديد التسليح .
يتم زرع حديد التسليح و المسامير بالطرق الثلاث التالية :
1- زرع حديد التسليح و المسامير باستخدام مواد ذات أساس إسمنت
2- زرع المسامير و الحديد التسليح باستخدام مادة لاصقة ذات اساس الايبوكسي (مادة كيميائية لاصقة للزرع)
3- زرع حديد التسليح و المسامير بطريقة تثبيت ميكانيكي
طريقة زرع حديد التسليح و المسامير باستخدام مواد ذات أساس إسمنت :
تستخدم هذه الطريقة في مشاريع البناء بسبب نسيان في تثبيت قواعد العمود أو جدار القص ، تطبيق عمود في مناطق غير المخططة في الخريطة ، اصلاح أخطاء التنفيذ و لتحسين و تدعيم و إعادة تأهيل المباني (حيث لا تكون قوة الشد المطلوبة عالية ، في حديد التسليح المزروع). في طريقة زرع حديد التسليح يتم عمل ثقب بالخرسانة بمساحه اكبر من قطر حديد تسليح بـ 5 مم ، و طول التثبيت محدد يتم إنشاؤه في الخرسانة ، و يتم ملء داخل الثقب بملاط سلس مع حجم ثلثي الثقب . يحتوي الملاط السلس على مواد قابلة للتوسيع و للتزليق . بعد ملء الثقب ، يتم دفع التدعيم أو المسامير في الحفرة بواسطة رافعة هيدروليكية . تتم معالجة المواد داخل الثقب في الوقت المطلوب بحيث يصل البلاط إلى القوة المطلوبة . من الواضح أنه إذا كان حديد التسليح أو المسمار مضلعا فستكون قوة الشد أكثر .
زرع المسامير و حديد التسليح باستخدام مادة لاصقة ذات اساس الايبوكسي :
طريقة زرع المسامير و الحديد التسليح باستخدام مادة لاصقة ذات اساس الايبوكسي تشبه طريقة زرع باستخدام مواد ذات أساس الإسمنتي بسبب قدرة التصاق العالية للغاية من المواد اللاصقة الإيبوكسية ، من الواضح أن قطر الثقب و طول التثبيت سيكونان أصغر ونتيجة لذلك ، تصبح عملية الحفر أسهل . لكن سعر مواد الإيبوكسي أغلى من المواد القائمة على الأسمنت . تتمتع مواد ايبوكسي اللاصقة بقوة شد عالية للغاية على الأسطح الخرسانية والفولاذية . لذلك ، لا يمكن تعبئتها و نقلها بالكامل ، لأنها سريعة الامتصاص والفساد .
خطوات تنفيذ زرع مسامير و حديد التسليح كما يلي :
- حساب أبعاد الثقب لوضع حديد التسليح
- ثقب باستعمال اجهزة اللازمة
- تنضيف الحفرة جيداً من الاتربة و الاسمنت المتفتت الناتج بالحفر بواسطة ضغط الهواء أو جهاز شفط
- ازالة أي شحوم أو مواد زيتيه أو حبيبات أو أسطح تالفة و رطوبة من داخل الثقب
- جمع بين مكونات لاصق حديد التسليح داخل الفوهة
- ادخال المسامیر بشکل دوار فی الثقب
- تنظيف المواد الزائدة
- يعتمد وقت التشغيل على درجة الحرارة المحيطة ، وبعد ذلك يمكن تطبيق الحمل
يختلف عمق زرع حديد التسليح اعتمادًا على نوع الصمغ المستعمل . على سبيل المثال ، فإن الشركة التي تنتج مواد لاصقة Hilti تأخذ في الاعتبار عمق الزراعة المطلوب للمواد اللاصقة لزرع حديد التسليح وفقًا للجدول التالي:
| مقاومة الشد (Ton) | عمق الثقب (mm) | طول المسمار (mm) |
| ۶-۵ | ۱۱۰ | ۱۴ |
| ۸ | ۱۳۰ | ۱۶ |
| ۱۰.۵ | ۱۵۰ | ۱۸ |
| ۱۵ | ۱۷۰ | ۲۰ |
| ۱۷ | ۱۹۰ | ۲۲ |
| ۲۰ | ۲۱۰ | ۲۴ |
| ۲۵ | ۲۵۰ | ۲۸ |
| ۲۷ | ۲۸۰ | ۳۲ |
أنواع حديد التسليح وطرق التثبيتها :
هناك أنظمة مختلفة في السوق يتم تصنيفها اعتمادا على نوع الراتينج اللاصق المستخدم وكيفية تثبيته واستخدامه . يتم صناعة الاصق في جزأين أو ثلاثة أجزاء . في بعض الحالات ، يتم ادخال هذه المواد بشكل منفصل في الكبسولة و في بعض الأحيان تكون بكميات كبيرة و في هذه الحالة يتم تغليفها باشكال متنوعة و بيعها في الأسواق . في كل هذه الأنظمة ، يتم عمل ثقب ثم تنظيفه. تختلف عملية التنظيف حسب نوع المنتج . في كثير من الحالات ، يجب تنظيف الحفرة باستخدام فرشاة أو مضخة .
في أنظمة حقن الراتنج والمواد اللاصقة لزرع حديد التسليح ، باستخدام أداة الحقن ، الحفرة التي تم إنشاؤها تمتلء بالراتنج أو الغراء . يتم الجمع بين مكوني مادة الغارسة و اللاصقة تلقائيًا أثناء الحقن . و تشمل هذه المكونات المواد العضوية الإيبوكسية ، البوليستر و الوينيل استر ، و الإسمنت و المركبات العضوية و غير العضوية . بعد ملء الثقوب ، يتم إدخال حديد التسليح في الحفرة بحركة التواء.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام أنظمة كبسولات حديد التسليح الزجاجية أيضًا . تحتوي هذه الكبسولات على مواد تم وصف مركباتها الراتنجية في قسم المنتجات و المواد اللاصقة لزراعة حديد التسليح . يتم وضع هذه الكبسولات داخل الحفرة ثم يتم إدخال حديد التسليح أو المسامير في الحفرة باستخدام المطرقة . مما يتسبب في كسر الكبسولة و نتيجة لذلك يتم تدمير الكبسولات ، و من ثم جمع بين الراتنج و المصلد .
مراحل زرع حديد التسليح بطريقة كيميائية أو زرع الكيميائي للحديد :
- نقل الأحمال في نظام زراعة حديد التسليح
- ينقسم قضيب شدّ حسب التطبيقه الى نوعين :
- قضبان الشد في الخرسانة بدون تدعيم : تنقل الأحمال الى الخرسانة مثل المسامير
- قضبان الشد في الخرسانة مع تدعيم : تعمل مثل الوصلات التدعيم
زرع حديد التسليح عن طريق تثبيتها ميكانيكيا :
في هذه الطريقة ، كما في الطرق السابقة ، يتم إنشاء ثقب بقطر حوالي 2 مم أكبر من قطر التسليح في الخرسانة . يحتوي الحديد التسليح هذا على شفرات خاصة في نهايته ، يتم فتحها بتدوير المسمار فوق التسليح ويلتصقون بجدار الحفرة . يتم تشديد التدعيم بحيث تلتصق الشفرات بالجدار قدر الإمكان. في هذه الطريقة ايضا يكون طول التثبيت قصيرا . هذه الطريقة في زرع حديد التسليح و المسامير لا تكون مناسبة للأحمال الديناميكية ، نظرًا لأن الشفرات يمكن أن تسحق الخرسانة المحيطة بها ، فإنها لا تزال ممتازة في العمل للأحمال الاستاتيكية كجزء من طرق زراعة المسامير و حديد التسليح . اعتمادًا على قطر و مقاومة حديد التسليح ، يكون لكل نوع منها قوى القص و الشد المسموح بها التي توفرها الشركة المصنعة .