بتن شاتکریت چیست؟ دلیل استفاده ، مزایا و معایب
بتن شاتکریت چیست؟
بتن شاتکریت یا بتن پاشیده نوعی بتن است که با استفاده از هوا و سرعت بالا روی سطح مورد نظر پاشیده می‌شود. بتن شاتکریت از سیمان، سنگدانه، آب و مواد افزودنی تشکیل شده است. این نوع بتن ماننده بتن‌های دیگر است اما در نحوه ساخت و اجرا متفاوت‌تر از بقیه است. از این نوع بتن در مناطقی که نازک هستند بیشتر استفاده می‌شود تا روند کار سریع‌تر پیش برود.
انواع شاتکریت
دستگاه‌های شاتکریت به دو بخش تقسیم می‌شوند، دستگاه شاتکریت خشک و شاتکریت تر، که می‌توان گفت دستگاه شاتکریت خشک قدیمی‌تر است. اما امروزه 60 درصد مردم به دلیل اینکه بتن تر مزایای بالایی دارد از بتن شاتکریت تر استفاده می‌کنند. این نوع بتن به دلیل ایجاد گرد و غبار و ریزش سنگ برای کارگرانی که در تونل کار می‌کنند و از این روش استفاده می‌کنند مضر است و سلامت بدنی آن‌ها را به خطر می‌اندازد.
شاتکریت خشک
در شاتکریت با مخلوط خشک مصالح شامل ماسه و سیمان توسط پمپ شاتکریت به داخل لوله انتقال هدایت شده و به محل مورد نظر ریخته می‌شود. آب مورد نیاز در این بتن در حین خروج مصالح از لوله به آن‌ها اضافه می گردد که با توجه به سرعت بسیار زیاد خروج مصالح از سر نازل این عمل در کمترین زمان انجام می‌شود.
در این حالت ممکن است آب به بعضی از دانه‌های سیمان نرسیده و در نتیجه این دانه‌ها هیدراته نمی‌شوند به همین دلیل از روش مخلوط خشک فقط به موقع تثبیت قبل از اجرای الینینگ تونل‌ها و کارهای روکش و تعمیراتی با ضخامت کمتر از 10 سانتی متر استفاده می‌شود.
دلیل استفاده از شاتکریت خشک:
- مقاومت اولیه بیشتر
- هزینه کمتر دستگاه
- نیاز به فضای کمتر برای اجرا
- انعطاف پذیری بیشتر در طول عملیات
- به تجهیزات کمتری نیاز دارد
مزایای ذکر شده نشان دهنده این است که شاتکریت خشک برای پروژه‌هایی که نیاز به حجم کم شاتکریت و در فضای محدود می‌خواهند شاتکریت استفاده کنند.
دو عیب اصلی شاتکریت خشک:
گرد و غبار زیادی ایجاد می‌شود و محصول شاتکریت به دلیل تاثیر عامل انسانی متغیر است. در روش شاتکریت بتن آماده به داخل پمپ شاتکریت ریخته شده و پس از عبور از لوله انتقال به سر نازل می‌رسد و از آن جا به کمک فشار باد کمپرسور به سطح زیر کار پاشیده می شود. نسبت آب به سیمان ثابت و در بتن آماده لحاظ شده است.
در این روش اجرای شاتکریت بر روی دیوار با ضخامت 5۰ سانتی متر و بر روی سقف ۲۰ سانتی متر در یک مرحله امکان پذیر است. به دلیل وزن بالای لوله و نازل در شاتکریت تر معمولا پاشش به صورت رباتیک انجام می‌شود و این عامل باعث حذف عامل انسانی می‌شود.
دلایل استفاده از شاتکریت تر:
- کیفیت کنترل بالاتر نسبت آب به سیمان بستگی به اپراتور نازل ندارد.
- در صورت اجرای رباتیک تولید بیشتری نسبت به شاتکریت خشک دارد.
- هنگام اجرا پس ریز کمتری دارد.
- گرد و غبار کمتری ایجاد می شود.
- به دلیل استفاده از مصالح ترکیب شده آماده و پاشش رباتیک یکسان بودن ترکیب مصالح ساده تر است.
مزایای ذکر شده نشان دهنده این است که شاتکریت تر برای پروژه‌هایی که نیاز به حجم بالا شاتکریت دارد و یا آماده‌سازی اختلاط بتن در نزدیکی دستگاه شاتکریت باید باشد گزینه بسیار مناسبی است. سه عیب اصلی شاتکریت تر عبارت است از هزینه بالای دستگاه، مقاومت کمتر و محدودیت زمانی در اجرا زمان سخت شدن شاتکریت هنگام ترکیب مصالح کوتاه است. اگر به صورت رباتیک اجرا شود بخشی از هزینه به دلیل حذف نیروی انسانی کاهش می‌یابد.
کاربرد بتن شاتکریت
شاتکریت در زمینه‌های مختلف صنعت عمران می‌تواند کاربرد داشته باشد از جمله:
- حفاری زیر زمینی مانند چاه، تونل و مغار
- تعمیر و تقویت سازه‌ها مانند پل‌ها، ساختمان‌ها، سازه‌های دریایی، سریز سدها
- در معادن زیرزمینی برای نگهداری زمین، در معادن سطحی برای حفاظت دیواره‌های شیب‌دار
- کف و دیواره استخرها، سازه‌های ضد حریق و انفجار
- بررسی کاربرد باکتری‌ها به عنوان عامل خود ترمیم در شاتکریت
شاتکریت بتن الیافی
از این نوع بتن در 2 دهه اخیر برای محافظت و یک سیستم نگهداری قوی از فضاهای زیرزمینی استفاده می‌شود. برخی از سنگ‌ها سریع تغییر شکل می‌دهند، مهم‌ترین دلیل استفاده از شاتکریت این است که می‌تواند به سرعت بر روی سطح تازه سنگ که در معرض هوازدگی در زمان حفاری قرار می‌گیرد، پاشیده شود و مانع هوا زده شدن روی سنگ شود.
شاتکریت مثل بتن ماده شکننده و با مقاومت کششی کمی دارد بنابراین شاتکریت را با سیستم توری فلزی پوشش می‌دهند تا مقاومت کششی و شکل پذیری آن بهبود یابد. مشکل نصب توری‌های فلزی در مناطق سست و نرم زمان بر و مراحل نصب هزینه بر خواهد بود. ایجاد فضای خالی پشت توری‌ها، از جمله مشکلات استفاده از توری‌های فلزی می‌باشد که محققان از الیاف به بجای توری فلزی استفاده می‌کنند.
انواع الیاف مورد استفاده در شاتکریت الیافی
-
الیاف فولادی:
این الیاف کشسانی و شکل پذیری بالایی دارد که باعث می‌شود مقابل بارهای استاتیک و دینامیک انعطاف پذیری بالای داشته باشد.
-
الیاف مصنوعی:
طیف وسیعی از مواد الیافی از جمله پلی پروپیلن، پلی اتیلن، پلی ونیل الکل، پلی وینیل کلرید، نایلون، آرامید و پلی استر را شامل می‌شوند. از بین این تعداد الیاف کاربردی‌ترین و بادوام ترین پی‌پروپیلن است که در تونل سازی، بتن‌های مقاوم در برابر آتش بازی، کف سازی و ... استفاده می‌شود. این الیاف مانع شکست ناگهانی شاتکریت می‌شوند و برای کنترل میکروترک‌ها در طول مدت گیرش شاتکریت بسیار حائز اهمیت بوده و با داشتن خواص خاص مکانیکی، برای کاهش پس ریز در شاتکریت نقش بسزایی دارد.
مزایای استفاده از الیاف در شاتکریت:
- بهبود مقاومت فشاری، خمشی، کششی
- افزایش ظرفیت تحمل بار شاتکریت و در نتیجه افزایش مقاومت چشمگیر شاتکریت
- افزایش مقاومت در برابر سایش و فرسایش
- افزایش مقاومت در برابر نفوذ آب و یخ زدگی به دلیل تبدیل ترک‌های ایجاد شده در اثر کاهش حجم به میکرو ترک
خلاصه: آشنایی با بتن شاتکریت یا بتن پاشیده و کاربرد آن،بررسی انواع مختلف الیاف در تولید شاتکریت بتن ها، شما می توانید از دیگر محصولات وب سایت رسمی ایران فریمکو نظیر: تیرچه پیش تنیده، بتن اکسپوز، بتن غلتکی و... بهره مند شوید.