در این مقاله می خوانید:
مقررات ملی ساختمان بتن پاشنده یا شاتکریت را چنین عنوان نموده است.
بتن پاشنده فرآیندی است که در آن بتن یا ملات روی یک سطح پاشیده می شود تا لایه ای متراکم، خود نگهدار و باربر ایجاد کند. در مواردی که شکل کار پیچیده یا قالب بندی مشکل و پر هزینه باشد به ویژه در بهسازی ساختمان ها و پل ها از این نوع بتن استفاده می شود. استفاده از این نوع بتن به تجربه ، تامین تدابیر مناسب و کارگران فنی متخصص به ویژه در امر بتن پاشی نیاز دارد.
امتیاز عمده این نوع بتن در مقایسه با بتن معمولی آن است که در این حالت فقط به قالب داخلی و یا یک سطح موجود نیاز می باشد. به همین دلیل این روش اجرای بتن برای سطح مدور و قوسی مانند تونل ها و دودکش ها کاربرد روز افزون یافته است. بتن پاشنده بر مبنای زمان افزودن آب اختلاط به مخلوط سنگدانه ها و سیمان به بتن پاشیده خشک و بتن پاشیده تر تقسیم می شود.
شاتکریت در سالهای اخیر در بسیاری از کارهای مختلف نظیر پوشش داخلی تونل ها، ساخت منابع بتنی، تثبیت شیب ها، ایجاد پوشش ضد آتش بر روی سازه های مختلف ، تعمیر و بهسازی سازه های مختلف و … مورد استفاده قرار می گیرد.
از نظر ACI شاتکریت عبارت است از ملات یا بتنی که با فشار و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشیده شود. شاتکریت هم اکنون در کارهای بتنی مورد استفاده قرار می گیرد که از مهم ترین آن ها می توان به موارد ذیل اشاره نمود.
از مهم ترین مشخصات کلی مخلوط های شاتکریت می توان به موارد ذیل اشاره نمود.
به طور خلاصه مزایا و معایب این روش را می توان به صورت زیر بیان نمود.
مزایای این روش عبارتند از
معایب این طرح عبارتند از
روش اجرای شاتکریت به دو صورت تر و خشک انجام می گیرد. انتخاب یکی از دو روش به عوامل متعددی بستگی دارد که می توان به مواردی مانند هزینه ، مهارت افراد ، مقاومت فشاری ، دوام ، وسعت کار ، مواد افزودنی و … اشاره کرد.
همانگونه که بیان شد یکی از اساسی ترین تفاوت های این دو روش تفاوت در مقاومت فشاری در دو روش با شرایط یکسان می باشد. میزان بازگشت (پرت کار و یا دور ریز کار) و کمانه کردن مصالح در روش خشک بیشتر است و ممکن است تا ۴۰ درصد نیز برسد این مقدار در روش تر به کمتر از بیست درصد می رسد.
در روش خشک محدودیت های طرح اختلاط کمتر از روش تر است. دستگاه بتن پاشی در روش تر معمولا گرانتر از دستگاه بتن پاشی در روش خشک می باشد. پاشیدن بتن به روش سربالا در روش خشک آسانتر صورت می پذیرد و بازگشت و ریزش مصالح کمتر از روش تر خواهد بود. استفاده از افزودنی های ایجاد کننده گیرش آنی برای موارد ضروری در روش خشک میسر است در حالی که در روش تر این امکان وجود ندارد.
استفاده از مواد افزودنی حباب زا برای افزایش مقاومت بتن در برابر یخ زدن و آب شدن فقط در روش تر امکان دارد زیرا در روش خشک امکان مخلوط کردن و تولید حباب وجود ندارد.
نسبت آب به سیمان متداول در مخلوط های بتن که در بتن پاشی استفاده می گردد در محدوده ۰.۳۵ الی ۰.۵ می باشد. نسبت وزنی سیمان مصرفی به مصالح سنگی از ۱ به ۳ الی ۱ به ۶ می شود.
حداکثر قطر سنگدانه معمولا به ۲۰ میلی متر محدود می شود و میزان سنگدانه درشت مخلوط کمتر از بتن معمولی خواهد بود. حداقل سیمان مورد استفاده ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد و پس از بتن پاشی به ویژه در سطوح بزرگ عمل آوری و نگه داری این نوع بتن که با خشک شدن سریع همراه است باید آغاز گردد.
یکی از بهترین روش های عمل آوری ، مرطوب نگه داشتن به مدت حداقل ۷ روز می باشد.
در این روش شاتکریت ، مخلوط خشک ماسه و سیمان توسط پمپ شاتکریت به صورت خشک به داخل لوله پاشنده ملات (نازل یا نول یا سرشلنگی) منتقل می گردد. آب مورد نیاز در این حالت در حین خروج مصالح از سر نازل به آن اضافه می گردد. با توجه به سرعت زیاد خروج مصالح از سر نازل اضافه شدن آب در کسری از ثانیه صورت می پذیرد ، بنابراین ممکن است که آب به بعضی از دانه های سیمان نرسد و در نتیجه امکان هیدارته شدن این دانه به وجود نیاید و در نتیجه بخش قابل توجهی از این مصالح پاشیده شده به سطح کار مرد نظر نچسبد، و جز پرت کار محسوب شود.
این روش تنها در عملیات تثبیت قبل از اجرای لاینینگ تونل ها و کارهای روکش و تعمیراتی با ضخامت کمتر از ده سانتی متر استفاده می گردد.
از این روش در کارهای بتنی که در آن ها مقاومت فشاری بالا مطرح باشد استفاده نمی شود زیرا به علت فقدان مصالح سنگی درشت دانه دارای مقاومت کمتر از مقاومت بتن می باشد چنانچه از سنگدانه درشت دانه استفاده شود مقاومت فشاری بیشتر از روش تر می باشد ولی در این صورت میزان بازگشت و کمانه کردن مصالح به شدت افزایش می یابد.
در این روش مراحل انجام کار به ترتیب ذیل می باشد.
در این روش مقدار آب مخلوط توسط فرد بتن پاش تنظیم می گردد و ممکن است در مراحل اجرا تغییراتی داشته باشد و این تغییرات سبب عدم یکنواختی در کیفیت بتن پاشیده شده می شود که در روش تر کمتر اتفاق می افتد.
در این روش مراحل انجام کار به ترتیب ذیل می باشد.
از مهم ترین مزایای این رو می توان به موارد زیر اشاره کرد.
در روش تر نسبت سیمان به سنگدانه ، حداکثر اندازه شن دانه بندی سنگدانه های محدود به مخلوطی است که قابلیت پاشیده شدن داشته باشد و برای اینکه این امر به خوبی انجام شود نسبت آب به سیمان معمولا در حد بیشتری نسبت به روش خشک انتخاب می شود.
اجرای شاتکریت چه با روش تر و چه با روش خشک، برای هر کاربردی میتواند مورد استفاده قرار گیرد. اگرچه تفاوتهایی در قیمت دستگاه شاتکریت، الزامات نگهداری، ویژگیهای عملیاتی ، نحوه اجرا و کیفیت بتن دارند که ممکن است باعث شود که یکی از این دو روش را برای هدف مشخصی کاربردیتر کند.
بسته به کاربردی که با اجرای شاتکریت مدنظر است؛ اجرای آن در محل ممکن است بخاطر عواملی مانند گیر کردن مصالح، جهش مخلوط از روی سطح و … حتی زمان بیشتری هم ببرد.
ایجاد این حفرههای هوا در شاتکریت خشک ممکن نیست. اگرچه که این نوع شاتکریت وقتی به خوبی ساخته و اجرا شود، به مقاومت فشاری ۷۰۰۰ پوند بر اینچی میرسد که به خوبی در برابر یخ زدن و ذوب شدن متوالی مقاوم خواهد بود.
شاتکریتی که به درستی اجرا شود، مادهای از نظر سازهای کاملا بی نقص و بادوام است که قابلیت چسبندگی بینظیری به بتن از قبل ریخته شده، سنگ، فولاد و بسیاری دیگر از مصالح را دارد. شاتکریت دارای مقاومت بالا، جذب پایین، مقاومت خوب در برابر شرایط آب و هوایی و همچنین مقاومت در برابر بسیاری از حملات شیمیایی را داراست.
بسیاری از شاخصههای فیزیکی شاتکریت خوب اجرا شده قابل مقایسه یا حتی برتر از بتن معمولی و دوغابی است که دارای ترکیبات یکسانی هستند. اما در مقابل شاتکریتی که کیفیت خوبی نداشته باشد، میتواند آسیبهای به مراتب بدتر و بیشتری نسبت به بتن معمولی بی کیفیت داشته باشد.
به خاطر قیمت مناسب و راحتی در اجرا در بسیاری از موارد، از شاتکریت به جای بتن معمولی استفاده میشود. مزایای اجرای شاتکریت در مواقعی است که قالب بندی هزینه بالایی دارد و یا غیرعملی است، دسترسی به محل بتن ریزی سخت است، جایی که امکان قالب بندی کمتر یا امکان قالب بندی نکردن وجود دارد، لایه بتن نازک یا هر لایه با ضخامت مشخصی نیاز است و یا اینکه از روش های معمول بتن ریزی نمیتوان استفاده کرد.
علاوه بر تمام این مزایا، اجرای شاتکریت به یک دستگاه نسبتا کوچک و قابل حمل احتیاج دارد. اجرای شاتکریت معمولا در مواقعی مورد استفاده قرار میگیرد که دسترسی به سازه برای ساخت یا تعمیر به نحوی محدود شده است.
قابلیت چسبندگی شاتکریت به دیگر مصالح از جمله ویژگیهایی است که در زمان طراحی یک سازه بسیار در نظر گرفته میشود. اثر نیروی شاتکریت با پاشیده شدن بر روی سطح باعث به هم چسبیدن بتن به نامنظمیهای سطح دیگر شده و در نهایت منجر به ایجاد چسبندگی خوب میشود.
در زمان محدودیتهای مختلف، شاتکریت قادر خواهد بود که چسبندگی خود را به سطوح مختلف در حالت عمودی و یا برعکس نیز حفظ نماید.
انتخاب اجرای شاتکریت برای هر مکانی باید بر اساس دانش، تجربه و مطالعه دقیق بر روی عملکرد مورد نیاز و قابل دستیابی مصالح صورت گیرد.
موفقیت در اجرای شاتکریت نیز نیازمند برنامه ریزی و نظارت صحیح و همچنین مهارت و توجه دائم، مجری شاتکریت است. در ادامه به کاربرد شاتکریت در سه دسته کلی و چند زیر دسته میپردازیم:
از شاتکریت میتوان برای تعمیر سطوح آسیب دیده بتنی، چوبی، فولادی و … که میتوان به آنها دسترسی پیدا کرد، استفاده نمود. در ادامه به انواع سازهای که با اجرای شاتکریت میتوان آنها را تعمیر نمود اشاره میکنیم:
اگرچه که اجرای شاتکریت چه از نظر تکنیک و چه از نظر قیمت برای تعمیر تیرها با ضخامت مختلف، ستونها، تکیه گاه ها، دیواره های کناری و زیرعرشه گزینه خوبی به شمار میآید.
تعمیر عناصر سازهای مانند تیرها، ستونها و اتصالات که توسط اتفاقات مختلف مانند زلزله و … آسیب دیدهاند نیز از دیگر کاربردهای اجرای شاتکریت است.
این مشکلات و آسیبهایی که در بالا به آن اشاره شد معمولا در بیشتر سازه های دریایی مانند عرشه پلها، شمعها، درپوش شمعها، تیزها، اسکلهها، دیوارهای راهنما، سدها، نیروگاهها و … اتفاق میافتد.
در بسیاری از این موارد، با اجرای شاتکریت میتوان آن سازه را تعمیر نمود.
در بیشتر مواقع از شاتکریت در حفاریهای زیرزمینی بر روی سنگ استفاده میشود اما در بعضی موارد نیز به طور موفقیت آمیزی در ساخت تونلها بر روی خاکهای دستکاری شده، دانهای و سست به کار برده شده است.
از استفاده های معمول شاتکریت در زیر زمین میتوان به جایگزینی یا تقویت مصالح تکیه گاه، مقاوم کردن سطوح سنگها، هدایت جریان آب و نصب تکیه گاه موقتی و … اشاره کرد.
از شاتکریت معمولا برای محافظت موقت از سطوحی که بخاطر تماس متداول با هوا در معرض تخریب قرار گرفتهاند نیز استفاده میشوند. همچنین برای پوشاندن دائمی فرورفتگیهایی که ممکن است در طی زمان دچار فرسایش شوند نیز به کار میرود.
برای استفاده از شاتکریت در این نوع سطوح باید مطمئن شد که آن سطح به خوبی زهکشی شده است تا مانع از آسیب رسیدن به سطح به خاطر فشار بالابرنده بیش از حد شد. اجرای شاتکریت برای محل دفن زباله و یا دیگر سطوحی که مساحت بالایی دارند نیز از میتواند برای جلوگیری از نفوذ آب، گزینه مناسبی به حساب بیاید.
شاتکریت لزوما روشی سریع برای اجرای بتن در همه پروژهها محسوب نمیشود، اما زمانی که نیاز به لایه نازکی از بتن در سطوح با مساحت بالا است، اجرای شاتکریت میتواند به طور آشکاری باعث صرفه جویی در زمان و سرعت در اجرا شود. در ادامه به چند سازه با این مشخصات که اجرای شاتکریت در آن بسیار کاربردی است اشاره میکنیم:
شاتکریت مسلح نشده مانند بتن مسلح نشده معمولی، بتنی شکننده است که زمانی که تحت تنش و کرنش قرار میگیرد دچار ترک خوردگی و جابجایی میشود. اضافه کردن فیبرها به مخلوط شاتکریت علاوه بر اینکه باعث شکل پذیری آن میشود، موجب افزایش ظرفیت جذب انرژی و همچنین ایجاد مقاومت در برابر ضربه در آن نیز میگردد.
فیبرهایی که در شاتکریت مورد استفاده قرار میگیرند در سه نوع مختلف هستند: فیبر فولادی، فیبر شیشهای و الیاف مصنوعی. فیبر طبیعی هم نوع چهارمی از این فیبرها است که معمولا مورد استفاده قرار نمیگیرد.
استفاده از این نوع فیبر از زمان کشف آن در اواخر دهه ۵۰ میلادی رو به افزایش رفته است. سومین نسل از فیبرهای فولادی امروزی نسبت به نسلهای اولیه آن به مراتب کیفیت بالاتری پیدا کردهاند.
مشکلات اختلاط و جابجایی اولیه که موجب ایجاد اختلال در توزیع یکنواخت الیاف میشد، با ساخت الیافی که دارای نسبت ابعاد پایین (نسبت طول به قطر پایین)، تغییر شکل سطحی پایین و همچنین شکل بهبود یافته هستند، به حداقل رسیده است.
استفاده از این فیبر در واقع اقتباسی از فناوری استفاده از فیبر شیشهای خرد شده و خمیری چسبنده است. تجهیزات و روند اجرای شاتکریت مسلح شده با فیبر شیشهای با بتن معمولی تفاوت دارد و نیاز به یک تفنگ پاشنده و سیستم ارسال خاصی دارد.
این روند که از آن با نام اسپری کردن یاد میشود به طور گستردهای در ساخت پنلهای سبک برای روکش ساختمان و کاربردهای ویژه معماری مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از کاربردهای مرسوم دیگر آن نیز ساخت سازهای شبیه به سنگ و صخره برای باغ وحشهاست.
فیبرها معمولا از نوع خاصی از شیشه زیکرونیوم، که مقاومت خوبی در برابر زوال در محیط بسیار قلیایی ایجاد شده توسط سیمان پرتلند دارد، ساخته میشود.
دیگر الیاف مصنوعی معمولا از نایلون، پلی پروپیلین، پلی اتیلن، پلی استر و ریون ساخته میشوند. اما عمده الیاف استفاده شده برای شاتکریت پلی پروپیلن است که به شکل فیبر تولید میشود. از مزیتهای استفاده از الیاف مصنوعی در شاتکریت، کاهش ترکهای انقباضی در آن است.
از این نوع شاتکریت معمولا برای پوشش تونلها، روکش سنگ و خاک، شیبها، سازهها، خاکریزها و دیگر سازههایی که ممکن است دچار تغییر شکل زیاد شوند یا زمانی که نیاز به کنترل ترک است، استفاده میشود.
سیلیکا فوم یا همان دوده سیلیس نوعی مصالح غیرکریستالی پوزولانی است که عموا از سیلیس ساخته شده است. سیلیکا فوم در بتن و شاتکریت برای افزایش مقاومت، کاهش نفوذپذیری و ارتقای انسجام و چسبندگی استفاده میشود.
از دیگر مزایای استفاده از سیلیکا فوم در اجرای شاتکریت میتوان به ارتقای مقاومت چسبندگی شاتکریت به سطوح، ارتقای انسجام آن و ایجاد قابلیت ساخت لایههایی با ضخامت بیشتر در سطوح عمودی و سقفها اشاره نمود. همچنین در برابر شستگی (زمانی که بتن در برابر جریان آب قرار میگیرد) مقاومت خوبی پیدا میکند.
شاتکریتی که دارای سیلیکا فوم باشد، در برابر حملات شیمیایی نیز میتواند مقاومت خوبی از خود نشان بدهد.
به طور کلی استفاده از سیلیکا فوم در اجرای شاتکریت باعث ایجاد شاخصهها و ویژگیهای مختلفی در ملات سخت شده و نشده میشود و باعث میشود که جایگزین بسیار خوبی برای شاتکریت اصلاح شده با پلیمر و شاتکریت زودگیر باشد.
از این نوع شاتکریت در ترکیب با فیبرها زمانی که نیاز به کنترل ترکهای انقباضی است به طور گستردهای در ساخت تونلها مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین به دلیل اینکه به طور ذاتی در برابر نفوذپذیری نیز مقاومت خوبی دارد، میتوان از این نوع شاتکریت در ساخت و ساز زمینهای مرتبط با دفن و یا نگهداری زباله استفاده کرد، چون میتواند مانع نفوذ آب سطحی شود.
اجرای شاتکریت چه از نوع تر و چه از نوه خشک، نیازمند به تخصص و استفاده از متریال و دستگاه مناسب است. توصیه میشود که برای اجزای شاتکریت به پیمانکاران تخصصی شاتکریت مراجعه کنید تا این کار در پروژه شما به بهترین شکل اجرا شود. توسعه پایدار سلمان به عنوان پیمانکار تخصصی شاتکریت میتواند با شما در پروژههای مختلف همکاری داشته باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر میتوانید با شماره ۰۹۲۰۱۵۱۶۰۱۶ تماس حاصل کنید.
منبع : تکنولوژی بتن و آزمایشگاه همراه با طرح اختلاط نوشته مهندس فرهاد مصباح ایراندوست