در سال 1909 شاتکریت یا گانایت برای نخستین بار در آمریکا و با دستگاه تفنگ سیمان به کار برده شد. امروزه بتن پاششی کاربردهای فراوانی یافته است و در بسیاری از کارها مانند پایدارسازی و آب بندی به کار می رود. بتن پاشنده عموماً به همراه مش های فولادی اجرا می شود. شاتکریت می تواند به دو روش تر و خشک اجرا شود و انتخاب نوع روش بسته به شرایط پروژه و مسائل اقتصادی دارد. برای شروع عملیات بتن پاشی در ابتدا سطح دیواره را آماده کرده و پس از جانمایی مش های فولادی (در صورت نیاز) بتن شاتکریت اجرا می شود. بتن شاتکریت از خاک محافظت کرده و باعث حفظ آن می شود. در این مطلب به نکات مهمی در مورد شاتکریت، اجرای آن، انواع روش های اجرا و کاربردهای شاتکریت می پردازیم.
شاتکریت چیست و هدف از شاتکریت چیست؟
شاتکریت یا بتن پاشنده نیز مانند بتن معمولی از ترکیب سیمان، سنگدانه و آب تشکیل شده است اما تفاوت این دو در آن است که بر اساس محدودیت های ماشین آلات و دستگاه های موجود، دانه بندی سنگدانه ها در شاتکریت با بتن متفاوت است. بتن پاشنده در واقع بتنی است که به کمک هوای فشرده توسط دستگاه شاتکریت، بر سطح مورد نظر پاشیده شده و در ترک ها و درزه ها نفوذ کرده و باعث استحکام سطوح می شود. به طور کلی دو روش شاتکریت خشک و تر وجود دارد.
انواع روش های شاتکریت
همان طور که گفته شد بتن پاشنده به دو صورت تر و خشک قابل اجرا است که هر کدام طبق شرایط و نیاز هر پروژه انتخاب و اجرا می شود.
- شاتکریت خشک:
اجزای شاتکریت خشک به صورت خشک با هم مخلوط شده و در هنگام پاشیدن آن روی سطح کار توسط شیپوره یا همان نازل دستگاه به آن آب اضافه می شود. اگر از بتن پاشنده خشک استفاده شود، می توان در مخلوط از ماده زودگیرکننده استفاده کرد.
- شاتکریت تر:
شاتکریت تر به صورت بتن با اسلامپ پایین تهیه می شود و سپس به شیپوره پمپ شده و پخش می شود و اگر از این روش استفاده شود، باید زودگیرکننده در هنگام پاشیدن بتن در محل شیپوره اضافه گردد.
طرح اختلاط شاتکریت
طرح اختلاط در هر دو نوع شاتکریت باید معیارهای زیر را تأمین کند:
- قابلیت پاشش خوبی داشته باشد (با کمترین میزان ریخت و پاش اجرا شود).
- مقاومت اولیه و کوتاه مدت باید به حدی کافی باشد تا نگهداری در زمان کوتاه ممکن باشد.
- مقاومت طولانی مدت نیز بسیار مهم است. با در نظر گرفتن مقدار ماده تند گیر لازم براي حصول قابلیت پاشش خوب و مقاومت اولیه، باید مقاومت 28 روزه مشخصی به دست آید.
- دوام باید به صورتی باشد که مقاومت دراز مدت نسبت به شرایط محیطی حاصل شود.
- به حداقل رساندن هزینه ها ضروری است. بتن پاشنده باید به نحوی اجرا شود که باعث کاهش هزینه مصالح و به حداقل رساندن ریخت و پاش شود.
انتخاب مصالح در شاتکریت
شاتکریت، مخلوطی از سنگدانه، سیمان، آب و در مواردی زودگیرکننده است.
- سیمان:
سیمان پرتلند تیپ 1 به طور گسترده در بتن پاشنده مورد استفاده قرار می گیرد که این به علت فراوانی آن بوده و عمده مشخصات مورد نیاز شاتکریت معمولی را تأمین می کند. بسته به شرایط خاص پروژه ممکن است از سایر انواع بتن پاشنده نیز استفاده شود.
- آب:
آب مورد استفاده در بتن پاششی باید معیارها و استانداردهاي بتن معمولی را داشته باشد. آب باید تمیز و عاري از مواد غیر مجاز و مضر نفتی، چربی ها، نمک ها، مواد قلیایی و مواد آلی باشد. به طور کلی آبی که برای نوشیدن مناسب و عاري از بو و طعم خاصی باشد برای مصرف در بتن پاششی هم مناسب است.
- سنگدانه:
شن و ماسه طبیعی به سنگدانه هاي شکسته ارجح است، زیرا این مصالح به علت گردگوشه بودن خصوصیات پمپ پذیری بهتری توسط دستگاه شاتکریت دارند. از جهات دیگر، کیفیت سنگدانه های مورد نیاز برای شاتکریت، مشابه بتن معمولی با کیفیت مرغوب است.
سنگدانه ها در شاتکریت باید تمیز، سخت، محکم و با دوام باشند. سنگدانه ها باید عاری از مواد سیلتی و دانه هاي نرم یا پوشیده شده از مواد بوده و نیز میکا و مواد مضر قلیایی و آلی نباید درآن یافت شود. از مصرف سنگدانه های با واکنش هايی قلیایی باید اجتناب کرد. اصولاً بزرگترین اندازه دانه ها نباید از یک سوم قطر لوله انتقال در باریک ترین قسمت ها تجاوز نماید.
دستگاه های بتن پاشنده که دانه هاي تا قطر 32 میلی متر را می تواند بپاشد نیز در بازار وجود دارند، ولی روال معمول این است که اندازه بزرگ ترین دانه های مورد استفاده 19 میلی متر یا کمتر است. دانه بندی مصالح شاتکریت در موارد ریز نقش اساسی دارد:
- طرح اختلاط
- قابلیت پمپ شدن
- جریان یافتن در داخل لوله هاي انتقال
- اختلاط با آب در دهانه پخش
- چسبیدن بتن به سطح مورد نظر
- وزن مخصوص
- اقتصادي بودن محصول نهایی
چنانچه درصد مصالح درشت دانه افزایش داده شود تراکم بهتر، وزن مخصوص بیشتر، نیاز به آب و سیمان کمتر، افت کمتر و مقاومت چسبندگی و مقاومت خمشی بیشتر حاصل خواهد شد. در عین حال افزایش نسبت مصالح درشت دانه، پمپ کردن شاتکریت را مشکل تر نموده و ریخت و پاش را هنگام پخش افزایش می دهد؛ بنابراین باید راه حلی بینابینی را برگزید.
- افزودنی زودگیر کننده:
وقتی دستیابی سریع به مقاومت اولیه بتن پاششی براي ایجاد حائل فوري در مقابل ریزش مورد نیاز است، مواد زودگیر به مخلوط اضافه می شوند. از مواد زودگیر کننده به منظور بهبود شرایط پخش شاتکریت، جلوگیری از ریخت و پاش و به خصوص وقتی شاتکریت در قسمت هاي فوقانی و در سقف اجرا می شود نیز استفاده می گردد.
مواد زودگیر کننده هم به صورت مایع و هم به صورت پودر به بازار عرضه می شوند و به خاطر خطر اشتعال آن ها، باید دقت کافی در جابه جایی و استفاده از آن ها به عمل آورد. در بعضی موارد که مقاومت طولانی مدت بتن پاششی در یک محیط نامساعد مطرح بوده و از اهمیت زیادی برخوردار است، ممکن است لازم باشد که لایه هاي نهایی بتن پاششی بدون استفاده از مواد زودگیرکننده اجرا شوند.
مقایسه روش شاتکریت تر و خشک
دو روش شاتکریت تر و خشک در جدول زیر با یکدیگر مقایسه شده اند:
مقایسه دو روش تر و خشک در شاتکریت
مشخصات فنی شاتکریت:
مشخصات فنی و مهندسی شاتکریت بر عملکرد آن مؤثر است. مقاومت فشاری، مقاومت چسبندگی، مقاومت خمشی، مقاومت کششی و مدول الاستیسیته آن بر رفتار بتن پاششی تاثیر دارند.
عمدتاً دوام بتن پاشنده به نسبت آب به سیمان در مخلوط بستگی دارد. عوامل دیگری مانند سنگدانه ها، سیمان و افزودنی ها نیز در عمل آوری بتن پاشیده شده نقش دارند.
آماده سازی سطح و پاشیدن شاتکریت:
کیفیت بتن پاشیده شده بستگی به مصالح استفاده شده در بتن پاششی و به طرح اختلاط و همچنین نحوه پاشیدن بتن پاششی دارد. به خصوص مهارت متصدی (اپراتور) شاتکریت در آماده سازي سطح کار، کنترل سرعت بتن پاشی و ضخامت آن و در صورت استفاده از شاتکریت خشک کنترل نسبت آب به سیمان تأثیر مهم و اساسی در کیفیت نهایی کار دارد.
کمترین میزان ریخت و پاش شاتکریت، موقعی به دست می آید که شیپوره عمود بر سطح کار و در فاصله مناسبی قرار داشته باشد. نازل همواره باید عمود بر سطح باشد و در زوایای غیر عمودی علاوه بر پس ریز بیشتر، بتن با دانسیته کمتر و کیفیت ضعیف تری حاصل خواهد شد.
هنگامی که بتن پاشی روی توری های جوش شده انجام می شود، باید دقت کرد که در پشت سیم ها حفره خالی تشکیل نشود. ضخامت لایه بتن پاششی عموماً توسط حجم مصالح مصرف شده و با اعمال ضریب مربوط به ریخت و پاش تعیین می شود.
هنگام بتن پاشی، باید شیپوره بتن پاش در مسیری مشخص به حرکت درآید. اگر این عمل درست انجام نشود، بتن پاشی به صورت یکنواخت و با ضخامت یکسان انجام نخواهد شد. توصیه شده است که بتن پاشی در امتداد حلقه هاي دایره ای یا بیضی شکلی که روی هم را می پوشانند اجرا شود.
کاربردهای شاتکریت
امروزه شاتکریت به طور گسترده ای استفاده می شود و به طور ویژه در پایدارسازی خاکبرداری در تونل ها، سازه های زیر زمینی و دیواره گود برداری، پایدارسازی شیب ها و ترانشه ها و کارهای آب بندی استفاده می شود.
کاربرد شاتکریت در پایدارسازی گودبرداری
برای جلوگیری از ریزش موضعی دیواره در گودبرداری، از شاتکریت استفاده می شود. شاتکریت اجرا شده بر دیواره به عنوان پوشش نهایی، عضوی است که باربری قابل توجهی ندارد و هدف اجرای آن بر دیواره های پایدارشده محافظت خاک در برابر هوازدگی، یکپارچه سازی و تأمین پایداری در فواصل بین میخ ها (نیل ها) و مهاری ها (انکرها) است.
شاتکریت مسلح شده با الیاف
یکی از معایب شاتکریت معمولی مقاومت کششی پایین آن است. استفاده از توری سیمی جوش شده در بتن پاششی می تواند این مشکل را حل کند، اما نصب تور سیمی (مش) زمان بر است و در نتیجه گران خواهد بود. ایده استفاده از رشته هايی فولادی که مستقیماً با بتن پاشنده مخلوط شده و اجرا شود، توجه زیادي را به خود جلب کرده است. الیاف با شکل های مختلفی در بتن پاششی به کار می رود و استفاده از آن موفقیت آمیز بوده است.
جمع بندی
جهت حفظ دیواره گود از ریزش های موضعی و عوامل محیطی، از بتن پاشنده استفاده می شود. شاتکریت، یک المان سازه ای نیست و تنها به پایداری هرچه بیشتر گود به ویژه در فواصل بین انکرها و نیل ها کمک می کند.
به طور کلی بتن پاششی به دو صورت تر و خشک قابل اجرا است و انتخاب یکی از این دو روش به عوامل متعددی بستگی دارد که می توان به مواردی مانند هزینه، مهارت افراد، مقاومت فشاری مورد نظر، دوام، وسعت کار، مواد افزودنی و … اشاره کرد.
مجری متخصص و با تجربه باید با در نظر گرفتن شرایط پروژه بر انتخاب روش و اجرای درست شاتکریت نظارت کند تا نهایتاً در پایان کار شاتکریت یکپارچگی لازم را برای دیواره تأمین کند. متصدی (اپراتور) یک دستگاه شاتکریت نیز باید توانایی استفاده صحیح از ماشین آلات و مصالح را داشته باشد. اندرکنش و کیفیت مجموعه ای از عوامل، نهایتاً میزان موفقیت استفاده از بتن پاشنده را مشخص می کند.
ویدیو عملیات شاتکریت یا بتن پاشی
در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید :
- ساخت از بالا به پایین یا تاپ دان چیست؟ (Top-Down Construction)
- نیلینگ یا میخ کوبی دیواره چیست؟ (Soil Nailing)
- انکراژ یا مهارگذاری خاک چیست؟ (Soil Anchorage)
- مهارمتقابل یا استرات چیست؟ (Braced Excavations – Struts)
- سازه نگهبان خرپایی چیست؟ (Truss Retaining Structure)
- خاک مسلح یا ژئوسنتتیک چیست؟ (Geosynthetict)
- سپرکوبی چیست؟ (Sheet Pile)
- دیوار دیافراگمی یا دیوار دوغابی چیست؟ (Diaphragm walls – Slurry walls)
- دیوار برلنی یا دیوار سولجر پایل چیست؟ (Berlin wall – Soldier Pile and Lagging System)
- زهکشی و آب بندی در گودبرداری چیست؟ (Drainage- Dewatering & Waterproofing )
- نقشه برداری یا مهندسی نقشه برداری چیست؟ (Surveying)
- پایش گود یا مانیتورینگ چیست؟ (Monitoring)
- دستورالعمل بهداشت، ایمنی و محیط زیست چیست؟ (HSE)
- آموزش گام به گام نقشه خوانی انواع روش های پایدارسازی و گودبرداری
- شمع های سکانتی یا تانژانتی (Secant or tangent (contiguous) piles)
- دیوار حائل چیست؟ (Retaining wall)
- دیوار خاک مسلح (Reinforced soil walls)
- شاتکریت یا بتن پاشنده چیست؟ (?What is Shotcrete)
در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید :
- تزریق پر فشار یا جت گروتینگ چیست؟ (Jet Grouting)
- ریزشمع یا میکروپایل چیست؟ (Micropile & Underpinning)
- پیش بارگذاری چیست؟ (fill surcharge preloading method)
- اختلاط عمیق خاک یا DSM چیست؟ (Deep Soil Mixing)
- تراکم دینامیکی یا DC چیست؟ (Dynamic Compaction)
- ستون شنی ارتعاشی یا تراکم ارتعاشی چیست؟ (Vibro Stone Column)
- شمع ساختمان ، طراحی و اجرای شمع بتنی و شمع فلزی (Concrete Pile , Steel Pile)
- نیروی بالا برنده یا آپلیفت چیست؟ (?What is Uplift)
- کنترل نیروی بلند کننده پی با استفاده از تحلیل دینامیکی (Dynamic Analysis of Uplift)
در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید :
- ساخت و ساز ابنیه و ساختمان (Building & Structure)
- قرارداد مشارکت در ساخت (Construction participation contract)
- نظارت بر اجرای پروژه های عمرانی (Construction Supervision)
- مشاوره ساختمانی (Construction consulting)
- مدیریت پیمان (Management Contracting)
- مدیریت طرح (Construction Management)
- انواع سیستم های سازه ای (Structural System)
- مدیریت پروژه های عمرانی (Project Management)
- آیین نامه ی ۲۸۰۰ ، طراحی ساختمان ها در برابر زلزله
- سازه فلزی و سازه بتنی (Steel and concrete structures)
- بتن ریزی در سرما و استفاده از ضد یخ بتن (concrete antifreeze)
- بتن و بتن ریزی چیست ؟ | عملیات بتن ریزی چگونه صورت می گیرد؟ (?What is Concrete)
در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :
- معرفی نرم افزار Plaxis
- معرفی نرم افزار GEOSLOPE
- معرفی نرم افزار AutoCAD
- معرفی نرم افزار ETABS
- معرفی نرم افزار SAP2000
- معرفی نرم افزار SAFE
- معرفی نرم افزار ABAQUS
- معرفی نرم افزار FLAC
- معرفی نرم افزار MIDAS
در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :
- مطالعات خاک یا مطالعات ژئوتکنیک چیست؟ (Site Investigation)
- مطالعات لرزه خیزی چیست؟ (Seismicity studies)
- ژئوفیزیک (Geophysics)
- زمین شناسی (Geology)
در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید :
- مهندسی تخریب ساختمان (Destruction Engineering)
- خاکبرداری چیست؟ (Excavation)
- رمپ و جمع آوری رمپ در گودبرداری (Ramp removal excavation)
- گودبرداری و خاکبرداری دو عملیات متمایز از یکدیگر
- گودبرداری غیر اصولی (Unprincipled Building Excavation)
- گودبرداری چیست؟ و اصول اجرای گودبرداری های ساختمانی (Excavation)
مطالب مرتبط :
- مقررات ملی ساختمان
- آیین نامه های FHWA
- sciencedirect , Shotcrete
