شاتکریت یا بتن پاششی چیست

 شاتکریت یا بتن پاششی, عملیات پاشش بتن یا ملات بر روی سطح حفاری شده توسط جریان هوای فشرده می باشد. این ملات شامل سیمان, ماسه و شن است و به دلیل بالا بودن سرعت پاشش آن بر روی سطح به صورت دینامیکی فشرده می شود که امروزه استفاده از شاتکریت در سراسر دنیا رایج بوده و از این تکنولوژی در لاینینگ کانال ها, مخازن و سدها, تونل سازی, معدن های زیر زمینی, ایستگاه های چاه و حفره های زیر زمینی سنگ شکن ها, استخرهای شنا و … استفاده می شود.

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.

1. اجرای عملیات بتنی مانند احداث دیواره های حائل، احداث استخرها و برکه های بتنی ، مخازن بتنی بزرگ ، لاینینگ تونل ها سازه های بتنی با اشکال نا منظم و …
2. عملیات تعمیرات سازه هایی بتنی مانند تعمیرات ، تقویت ، بهینه سازی ، مرمت ، کارهای هنری و تزئینی ، تثبیت پوشش های محافظتی

از مهم ترین مشخصات کلی مخلوط های شاتکریت می توان به موارد ذیل اشاره نمود.

1. برای حصول اطمینان از چسبندگی مناسب ، تراکم کافی و خواص فیزیکی مطلوب ، تهیه طرح اختلاط بتن پاشیده شده نیاز به دقت ویژه دارد.
2. نسبت آب به سیمان برای این نوع بتن معمولا در حدود 0.35 الی 0.5 قرار می گیرد.
3. حداکثر سنگدانه های بتن مصرفی 20 میلی متر و دانه بندی آن مطابق دت 521 است.
4. وزن مخصوص بتن پاشیده شده مشابه بتن معمولی متراکم شده است.
5. افزودن دوده سلیسی به این نوع بتن غالبا موجب کاهش قابل ملاحظه ای در کمانه کردن و برگشت سنگدانه های مخلوط و کم شدن پرت کار می گردد. بنابراین در تعیین نسبت های مخلوط بتن پاشیده شده باید توجه داشت که قسمتی از مخلوط در اثر کمانه کردن سنگدانه ها به هنگام پاشیدن از دست می رود. (عموما سنگدانه های درشت بتن) بنابراین ترکیب بتن پاشیده شده با ترکیب اولیه آن می تواند متفاوت باشد. لذا باید بین ترکیب مخلوط اولیه ، (مخلوط در حال خروج از نول (سرشلنگی)) و مخلوط پاشیده شده بر روی سطح تفاوت قائل شد. به دلیل همین تفاوت ، کنترل دقیق و انجام آزمایش در مراحل مختلف بتن پاشی ضروری است.
6. به دلیل سرعت بیش از اندازه ذرات در موقع پاشیدن بتن ، با توجه به مسائل ایمنی برای عوامل اجرایی از اهمیت خاصی برخوردار است.
7. اخیرا بتن پاشیده مسلح به الیاف های کاربردی مختلف به ویژه در تونل ها پیدا کرده است.

برای مطالعه بیشتر : افزودنی های لازم برای بتن ریزی در شرایط آب و هوایی گرم

روش های اجرای شاتکریت

شاتکریت مخلوط خشک

در ابتدا، شاتکریت با روش مخلوط خشک، به کار رفت. پاشش خشک قدیمی ترین روش پاشش است. در فرآیند مخلوط خشک، مخلوط مصالح دانه ای دارای رطوبت طبیعی و یا خشک، سیمان و افزودنی ها به داخل پمپ ریخته شده و به وسیله هوای فشرده به نازل هدایت می گردند، جایی که آب اختلاط ( و زودگیر مایع) به مخلوط اضافه می شود. نسبت آب به سیمان و میزان زودگیر در طی فرآیند پاشش توسط اپراتور پاشش کنترل می شود. در گذشته استفاده از این روش ترجیح داده می شد، به این دلیل که این روش شاتکریتی با مقاومت زودرس بالاتری ایجاد می کند و در برخی از کشورها به خصوص اتریش به عنوان اولویت اول در نظر گرفته می شد. کاربردهای مهم این روش در پروژه های نسبتا کوچک مقیاس و یا نیازمند انعطاف پذیری، به عنوان مثال در مرمت ابنیه و یا مسافت های طولانی انتقال بتن است. مخلوط خشک شاتکریت را می تواند مخلوط و در کیسه های آماده مصرف نگهداری نمود. نمای شماتیک روش پاشش خشک در شکل زیر آمده است.

شاتکریت مخلوط تر

در روش مخلوط تر، همانند بتن معمولی، سیمان و مصالح دانه ای با آب لازم برای هیدراسیون مخلوط و محصول آن آماده اجرا می شود. مخلوط توسط ماشین های مناسبی به درون شلنگ ها پمپ شده و سپس هوای فشرده در نازل برای پاشیده شدن اضافه می شود. در این حالت نسبت آب به سیمان هنگام ترکیب مصالح کنترل می گردد. روش مخلوط تر به صورت صد درصد در کشورهای اسکاندیناوی، ایتالیا و تعداد زیادی از پروژه های مهم زیر زمینی در سراسر جهان استفاده می شود. افزایش قابل توجه استفاده از شاتکریت در نگهداری سنگ؛ در طی ۲۰ تا ۲۵ سال گذشته تقاضای استفاده از این روش افزایش داده و به تبع آن فناوری این روش نیز توسعه زیادی پیدا کرده است. توسعه روش مخلوط تر در کشورهای اسکاندیناوی بین سال های ۱۹۷۱ و ۱۹۸۰ موجب شد که استفاده از بتن پاشی در کشورهای اسکاندیناوی برعکس شود. در جریان این دوره، مصرف بتن پاشیده از ۱۰۰ درصد پاشش مخلوط خشک به ۱۰۰ درصد پاشش مخلوط تر تغییر یافت.

در طی همین دوره، کاربردها از روش دستی به روبات تغییر یافت. این تغییر برای کشور نروژ فوق العاده بود. تقریبا طی سال های ۱۹۷۶ تا ۱۹۷۸ میکرو سیلیکا و الیاف فولادی به شاتکریت مخلوط تر؛ در حجم های زیاد اضافه شد. می توان گفت امروزه که ۷۰ درصد بتن پاشیده جهانی با روش مخلوط تر بوده و ۳۰ درصد آن استفاده از روش مخلوط خشک است. به هر حال در بعضی مناطق، روش مخلوط تر همواره روش غالب بوده است مثلا در کشورهای اسکاندیناوی و ایتالیا تقریبا برابر ۱۰۰ درصد است. در سال های آینده این رقم ها به حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد خواهد رسید. کاربرد شاتکریت در ایران را می توان به صورت گسترده از سال ۱۳۶۶ در سازه هایی سطحی و به خصوص در سازه های زیر زمینی در نظر گرفت. مناسب ترین کاربرد روش مخلوط تر پروژه هایی با نیاز به حجم زیاد و متعدد شاتکریت و امکان مخلوط کردن مصالح در نزدیکی محل پروژه می باشد.

هر آنچه باید بدانید : مقایسه روش های اجرای شاتکریت تر و خشک

معایا و مزایا شاتکریت

مزایای این روش عبارتند از

1. مصرف آب کمتر در نتیجه مقاومت فشاری بیشتر
2. عدم نیاز به قالب بندی و در نتیجه سرعت در اجرای طرح
3. اجرای اشکال پیچیده بدون استفاده از قالب

معایب این طرح عبارتند از

1. مصرف سیمان بیشتر
2. نیاز به افراد متخصص در امر پاشیدن بتن
3. لزوم استفاده از وسایل خاص بتن پاشی

هر آنچه باید بدانید : اثرات میکروسیلیس بر روی خواص بتن