اجرای شاتکریت تر و خشک

اجرای شاتکریت ( اجرای شاتکریت تر و خشک )

روش های مختلفی در اجرای بتن در سطح جهان شناخته شده است . از جمله روش های اجرای بتن می توان به بتن ریزی سنتی ، بتن پاشی یا شاتکریت ، بتن حجیم ، بتن غلتکی ، بتن پیش آکنده ، تزریق بتن و … اشاره کرد.

امروزه اجرای پاشش بتن یا شاتکریت بتن یا ملات به علت مزایای منحصر به فرد مانند سرعت اجرای بالا ، عدم نیاز به قالب بندی ، هزینه پایین ، امکان اجرا در ضخامت پایین و غیره گسترش زیادی یافته است.

از جمله موارد مصرف سیستم شاتکریت می توان به تحکیم بستر خاک و گود ها ، تحکیم ترانشه ها ، ترمیم و تعمیر سازه های بتنی ، تقویت و مقاوم سازی سازه های بتنی و بنایی ، اجرای سیستم های فایرپروف و پوشش های ضد حریق ، اجرای سازه ای پیش ساخته و تری دی وال و … اشاره کرد. شما می توانید جهت استعلام قیمت و اجرای شاتکریت در سراسر ایران با بخش فنی و مهندسی کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( شرکت ژرف تابان مهر ) –88070173-02188584906-09120258371 تماس حاصل فرمایید.

شاتکریت یا بتن پاششی چیست ؟

شاتکریت (Shotcrete  ) به عملیات پاشش بتن با مصالح خشک یا تر گفته می شود که از طریق جریان هوای فشرده با سرعت زیاد بر روی سطوح مورد نظر پاشیده می شود و به علت بالا بودن فشار و سرعت، به صورت دینامیکی فشرده می‌شود تا لایه ای متراکم، خود نگهدار و باربر ایجاد گردد.

شاتکریت را می توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگهای لاستیکی حمل شده و با استفاده از هوای فشرده با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می شود، تعریف کرد.

اولین کاربرد شاتکریت به سال ۱۹۰۹ میلادی بر می گردد که در آن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می رفت.

در سال ۱۹۱۴ برای اولین بار شاتکریت در یک معدن آزمایشی در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفت . پس از آن این سیستم برای پوشش سطوح سنگها و حفاظت آنها در برابر هوازدگی و گاه نیز به عنوان سیستم نگهداری موقتی به کار رفت . از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه هایی از سنگ زیرین جدا می شد ، لذا به عنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندان مورد توجه واقع نشد. از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموار حفریات زیرزمینی را می پو شانند و به شکل یک سطح نسبتا صاف در می آورد. البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ ، به عنوان سیستم نگهداری بسیاری از تونلها به کار رفته است.

در سالهای اخیر کاربرد شاتکریت در معادن زیرزمینی ، نگهداری حفریات دائمی از قبیل جاده های مورب ، راهروهای اصلی حمل و نقل ، ایستگاههای چاه و حجره های زیرزمینی سنگ شکن است . بازسازی پیچ سنگها و توری های متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گران باشد. تعداد حفریات زیرزمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می شوند روبه فزونی است. مسلح ساختن شاتکریت با الیاف فولادی یکی از مهمترین عوامل در گسترش کاربرد شاتکریت است زیرا کار طاقت فرسای نصب توری را کاهش می دهد.

آزمایشات و تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیار موثر است . اگر چه نتایج این مطالعات برای نتیجه گیری قطعی در این زمینه هنوز زود است ولی علائم موجود بیانگر آن است که در آینده در مورد کاربرد شاتکریت توجه جدی تری خواهد شد.

به طور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان ، ماسه و خرده سنگ است که به کمک هوای فشرده اجرا خواهد شد و در اثر سرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می شود .

از شاتکریت معمولا به عنوان سیستم نگهداری موقت و در برخی موارد به عنوان پوشش دائمی استفاده می شود. شاتکریت یا بتن پاشیده نام کلی است برای ملات یا بتن حاوی سیمان که با دستگاه به محل مورد نظر پاشیده می شود.

تاریخچه سیستم های شاتکریت تر و خشک

در گذشته از شاتکریت خشک به این علت که اساسا وسایل مورد نیاز در دسترس تر و ارزان تر بود و مواد خشک می توانست برای مسافت طولانی تر حمل شود (یک مزیت مهم در کاربردهای معدنی است)، به صورت گسترده استفاده می‌شد.

با این حال روش اختلاط تر دارای برتری های مهمی از جمله کاهش پس ریز، عدم نیاز به نیروی انسانی ماهر و نیاز به وسایل کمتر در محل اجرا برای معادن زیر زمینی است.

انواع سیستم شاتکریت

بطور کلی شاتکریت یا (بتن پاشیده) به دو دسته کلی از نظر روش اختلاط تقسیم می گردد:

• شاتکریت مخلوط مرطوب (تَر) – Wet Mix Shotcrete
• شاتکریت مخلوط خشک – Dry Mix Shotcrete

بتن پاشیده

بتن پاشیده یا گانیت (Gunite)  ) یک اختراع جدید نبوده و نخستین تجربه استفاده از پاشش مواد خشک برای سازه های جدید در پنسیلوانیا و به سال ۱۹۰۷ بوسیله یک تاکسیدرمیت آمریکایی به نام Carl Ethan Akeley صورت گرفت.

استفاده از شاتکریت امروزه در تمام جهان متداول و رایج است. باور بر این است که پیشرفت و توسعه تکنولوژی در آینده نیز در ارتباط با روند پاشش مخلوط تر خواهد بود. از جمله این موارد وجود نسل جدیدی از افزودنی ها، بهبودگر بتن، میکرو سیلیکات، الیاف های فولادی و پلی پروپیلن برای بتن پاشیده است.

کیفیت شاتکریت

کیفیت شاتکریت به عوامل متعددی وابسته است از جمله اپراتور، کنترل آب مخلوط، سرعت نازل و تکنیک پاشیدن، در هر موردی توانایی و تمرین اپراتور بسیار مؤثر است.

مزایای ماده افزودنی به بتن شاتکریت

• باعث کاهش ریزش مصالح می شود.
• باعث سهولت اجرای سقف های قوسی شکل و انحنا دار می شود.
• باعث افزایش چسبندگی بتن می شود.
• افزودنی شاتکریت باعث آب بندی سطوح و مسدود کردن سریع درزها می شود.
• کاهش ضخامت لاینینگ نهایی و عدم نیاز به قالب بندی در تونل ها برای طرح هایی که تصمیم به استفاده از یک بتن پاششی به کمک ماده افزودنی بتن شاتکریت (بتن پاششی) بدون نیاز به لاینینگ ثانویه گرفته می شود.

انتخاب نوع شاتکریت

عوامل متعددی بر انتخاب نوع شاتکریت مؤثر است اما هر کدام از آن ها برتری ها و مزیت های خود را دارد و بسته به شرایط دو عملیات قابل تغییر به هم هستند.

از عوامل مؤثر در انتخاب نوع عملیات شاتکریت می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• عوامل اقتصادی
• دسترسی به مواد و وسایل
• محل عملیات
• مهارت و قابلیت اپراتور

امروزه برای انتخاب روش به میزان برگشت مواد، مقدار دور ریز و خواص آن نظیر مقاومت پایداری در مقابل هوازدگی توجه بسیار می شود.

شاتکریت مخلوط تر (WMS )

در این روش، بتن آماده به داخل پمپ شاتکریت ریخته شده و پس از انتقال توسط لوله، به سطح کار پاشیده می‌شود. از مخلوط تر، در مکان هایی که مقاومت فشاری بالایی مد نظر است، استفاده می شود. در این روش امکان اجرای دیوار بتنی با ضخامت ۵۰ سانتیمتر و سقف به ضخامت ۲۰ سانتیمتر در یک مرحله امکان پذیر است.

مزایای شاتکریت مخلوط تر (WMS ) به شرح زیر است:

• به طور معمول، نیاز به قالب بندی ندارد و بدین ترتیب هزینه های قالب بندی و تجهیزات نیروی انسانی و زمان انجام عملیات بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. عدم استفاده از قالب سبب می شود که کارگر بتواند فضای کار را دیده و بتن را به شکل مناسبی بین میلگردها جای دهد.
• امکان اجرای سازه های بتنی با اشکال منحنی، مدور و غیر منظم (مثل استخر و آبگیر)
• امکان تثبیت کوه ها و صخره ها با پوشاندن آنها با یک شبکه مش و پاشیدن بتن روی آنها
• روکش کردن پایه پل ها و لاینینگ تونل ها
• افزایش ضخامت لوله های بتنی در محیط های خورنده و خطرناک در مقابل آتش
• مقاومت مکانیکی بهتر نسبت به شاتکریت مخلوط خشک
• چسبندگی بهتر مابین بتن و میلگرد
• کاهش نفوذ پذیری و آب بندی مناسب

یکی از کاربردهای وسیع WMS که نیاز به تخصص زیاد ندارد، احداث استخر و آبگیر است. در این حالت، به علت فشار بالای هوا، آب بندی به خوبی انجام شده و نفوذ پذیری بسیار کم می شود.

از کاربردهای دیگر WMS در تعمیرات سدها است. از این نوع شاتکریت می توان در اجرای سر ریزها، لاینینگ تونل های انحراف، روکش کردن بدنه سد (بمنظور تقویت سازه ای) و تثبیت دیوار های حائل و کوه های اطراف سد استفاده کرد.

شاتکریت مخلوط خشک (DMS  )

در این روش، آب مورد نیاز شاتکریت در مرحله آخر و در حین خروج مواد از سرنازل به آن اضافه می شود. از این روش برای کار های تعمیراتی و روکش به ضخامت کمتر از ۱۰ سانتیمتر استفاده می شود.

از آن جایی که در این روش از مصالح سنگی درشت دانه استفاده نمی شود، لذا بتن به دست آمده دارای مقاومت مکانیکی بالایی نمی باشد.

معایب شاتکریت مخلوط خشک به شرح زیر است:

• به علت نرسیدن آب به همه دانه ها، ممکن است بعضی قسمت ها هیدراته نشده باقی بمانند.
• گرد و غبار ناشی از پراکنده شدن دانه سیمان در محل کارگاه زیاد است.
• به دلیل نچسبیدن ملات (بدلیل هیدراته نشدن) بخش عمده ای از آن به هدر می رود.

شاتکریت (Shotcrete)

تعریف:
شاتکریت یا بتن پاششی، روشی برای پاشش ملات یا بتن (که اغلب با الیاف تقویت شده است) با سرعت بالا بر روی یک سطح است. این روش با استفاده از یک نازل و فشار هوا انجام می‌شود. هدف اصلی شاتکریت، ایجاد یک لایه بتنی متراکم و با مقاومت بالا بدون نیاز به قالب‌بندی سنتی است. ویژگی بارز شاتکریت، قابلیت اجرای آن بر روی سطوح نامنظم و شیب‌دار و همچنین مقاومت سریع در برابر بارهای اولیه است.

انواع شاتکریت:

شاتکریت عمدتاً به دو روش اجرا می‌شود:
روش خشک (Dry-Mix Shotcrete):
در این روش، مصالح خشک (سیمان و سنگدانه‌ها) به همراه مواد افزودنی (در صورت لزوم) به صورت خشک با هم مخلوط شده و از طریق یک لوله یا شیلنگ به نازل منتقل می‌شوند.
آب مورد نیاز برای هیدراسیون سیمان، در لحظه پاشش و در دهانه نازل به مخلوط خشک اضافه می‌شود.
مزایا: تجهیزات ساده‌تر، امکان حمل و نقل مواد خشک در مسافت‌های طولانی‌تر، کنترل لحظه‌ای مقدار آب در محل پاشش (توسط اپراتور).
معایب: تولید گرد و غبار بیشتر، نیاز به مهارت بالای اپراتور برای دستیابی به کیفیت یکنواخت، نرخ برگشت (ری‌باند) بالاتر (درصد مصالحی که از سطح پرت می‌شوند).

روش تر (Wet-Mix Shotcrete):
در این روش، تمام اجزا شامل سیمان، سنگدانه‌ها، آب و مواد افزودنی (در صورت لزوم) در یک بچینگ پلانت یا میکسر، از قبل با هم مخلوط شده و به صورت مخلوط تر (بتن آماده) به دستگاه پاشش منتقل می‌شوند.
سپس این مخلوط تر با فشار هوا از طریق لوله به نازل منتقل شده و با سرعت بالا به سطح پاشیده می‌شود.
مزایا: گرد و غبار کمتر، کیفیت یکنواخت‌تر و کنترل شده‌تر، نرخ برگشت (ری‌باند) کمتر، امکان پاشش در حجم‌های بالاتر.
معایب: نیاز به تجهیزات پیشرفته‌تر (پمپ بتن)، محدودیت در مسافت حمل و نقل مخلوط تر به دلیل زمان گیرش بتن.

کاربردها:

شاتکریت به دلیل انعطاف‌پذیری و سرعت اجرای بالا، در طیف وسیعی از پروژه‌های عمرانی کاربرد دارد:
تحکیم و پایدارسازی گود و ترانشه:
یکی از اصلی‌ترین کاربردهای شاتکریت، پایدارسازی موقت یا دائمی دیواره‌های گودبرداری شده و ترانشه‌ها است. پس از اجرای مش‌بندی (شبکه میلگرد)، لایه‌ای از شاتکریت بر روی دیواره پاشیده می‌شود تا از ریزش خاک جلوگیری کند.

پوشش و لاینینگ تونل‌ها و سازه‌های زیرزمینی:
در حفاری تونل‌ها، شاتکریت بلافاصله پس از حفاری، به عنوان یک پوشش اولیه برای جلوگیری از ریزش سنگ‌ها و خاک و تثبیت دیواره‌ها استفاده می‌شود.
مقاوم‌سازی و تعمیر سازه‌های بتنی:
برای افزایش مقاومت سازه‌های بتنی آسیب دیده، ترمیم مقاطع بتنی فرسوده، تقویت ستون‌ها و تیرها، و یا ایجاد یک لایه محافظ بر روی بتن موجود استفاده می‌شود.
ساخت سازه‌های نازک و پوسته بتنی:
در سازه‌های با فرم‌های پیچیده و نازک مانند گنبدهای بتنی، پوسته‌ها و سقف‌های خاص که قالب‌بندی سنتی دشوار است.

پایدارسازی شیروانی‌ها و دامنه‌های سنگی:
برای جلوگیری از فرسایش و ریزش سنگ‌ها در دامنه‌های کوهستانی و شیروانی‌های خاکی.
پوشش استخرها و مخازن آب:
به دلیل ایجاد یک سطح آب‌بند و مقاوم، در ساخت و ترمیم استخرها و مخازن آب کاربرد دارد.
ساخت و ترمیم سازه‌های دریایی:
در اسکله‌ها، موج‌شکن‌ها و سایر سازه‌های دریایی که در معرض عوامل خورنده قرار دارند.
سایر کاربردها:
ایجاد دیوارهای حائل، ساخت نمای سنگی مصنوعی، پر کردن درزها و شکاف‌های بزرگ، و پوشش محافظتی در برابر خوردگی.

مزایا:

سرعت بالا در اجرا: عدم نیاز به قالب‌بندی و امکان پاشش سریع.
امکان اجرا در سطوح نامنظم: مناسب برای سطوح شیب‌دار و ناهموار.
تراکم بالا و مقاومت خوب: به دلیل سرعت پاشش و فشار، بتن متراکم و با مقاومت فشاری و دوام مناسب حاصل می‌شود.
چسبندگی عالی: چسبندگی خوبی به سطوح زیرین دارد.
کاهش هزینه‌های قالب‌بندی: صرفه‌جویی در هزینه و زمان مربوط به قالب‌بندی.
کاهش نفوذپذیری: به دلیل تراکم بالا، نفوذپذیری کمتری دارد.
مقاومت اولیه بالا: در صورت استفاده از افزودنی‌های زودگیرکننده (مانند افزودنی زودگیر کننده بتن dezocrete 500 از محصولات گروه کلینیک بتن ایران)، می‌تواند مقاومت اولیه بالایی کسب کند.

معایب:

نیاز به مهارت بالای اپراتور: کیفیت نهایی به شدت به تجربه و مهارت اپراتور بستگی دارد.
گرد و غبار و برگشت مصالح (Rebound): به خصوص در روش خشک، تولید گرد و غبار زیاد و هدر رفت مصالح (ری‌باند) از معایب آن است.
هزینه تجهیزات: دستگاه‌های پاشش شاتکریت می‌توانند پرهزینه باشند.
مشکل در ضخامت‌های زیاد: در یک لایه، نمی‌توان ضخامت بسیار زیادی ایجاد کرد و باید لایه‌لایه پاشیده شود.
کنترل کیفیت: کنترل کیفیت در محل پروژه و حین اجرا کمی دشوارتر است.

استانداردها:
برای شاتکریت نیز استانداردهایی مانند ACI 506 (Guide to Shotcrete) وجود دارد که الزامات مربوط به مصالح، طرح اختلاط، اجرا و کنترل کیفیت را مشخص می‌کند. این استانداردها به مواردی مانند حداقل مقاومت فشاری، ضخامت لایه، کیفیت پاشش و نرخ ری‌باند می‌پردازند.
مرکز آزمایشگاهی و پژوهشی بتن و مصالح خواجه نصیرالدین طوسی می‌تواند در کنترل کیفی و ارزیابی مصالح و بتن مصرفی در شاتکریت و همچنین تست‌های پایش بتن و سازه‌ها که با شاتکریت مقاوم‌سازی شده‌اند، کمک شایانی ارائه دهد.

مصالح مورد استفاده در شاتکریت:

سیمان: عمدتاً سیمان پرتلند معمولی.
سنگدانه‌ها: شن و ماسه با دانه بندی مناسب و با کیفیت بالا.
آب: آب آشامیدنی و عاری از هرگونه مواد مضر.
مواد افزودنی:
زودگیرکننده‌ها: برای افزایش سرعت گیرش بتن و کاهش ری‌باند (مانند افزودنی زودگیر کننده بتن dezocrete 500).
روان‌کننده‌ها: برای بهبود کارایی و کاهش نسبت آب به سیمان در روش تر.
الیاف: برای افزایش مقاومت کششی، کنترل ترک‌ها و بهبود دوام (مانند الیاف پلی پروپیلن و الیاف فلزی که توسط گروه کلینیک بتن ایران تولید می‌شوند).
الیاف پلی پروپیلن: برای کاهش ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی پلاستیک.
الیاف فلزی: برای افزایش مقاومت خمشی و برشی و انرژی جذب.

روش اجرای شاتکریت:
آماده‌سازی سطح:
سطح زیرین باید تمیز، عاری از هرگونه گرد و غبار، روغن، رنگ و مواد سست باشد.
در صورت نیاز، سطح باید مرطوب شود تا آب مخلوط شاتکریت جذب نشود.
میلگردها یا شبکه‌های مش‌بندی (در صورت نیاز) نصب و محکم شوند.
نصب پروفیل‌های راهنما (در صورت لزوم):
برای کنترل ضخامت پاشش و صافی سطح، می‌توان از نوارهای راهنما استفاده کرد.

پاشش شاتکریت:
با استفاده از دستگاه شاتکریت، مخلوط بتن/ملات با فشار بالا و سرعت زیاد بر روی سطح پاشیده می‌شود.
نازل باید در فاصله و زاویه مناسب نسبت به سطح نگه داشته شود.
پاشش باید به صورت یکنواخت و در لایه‌های متوالی انجام شود تا ضخامت مورد نظر حاصل شود و از ریزش جلوگیری شود.

پرداخت و تسطیح (در صورت نیاز):
بلافاصله پس از پاشش، در صورت نیاز به سطح صاف‌تر، می‌توان با استفاده از شمشه یا ماله سطح را پرداخت کرد.
عمل آوری (Curing):
عمل آوری صحیح برای کسب مقاومت نهایی و دوام بتن بسیار حیاتی است. این کار می‌تواند با مرطوب نگه داشتن سطح، پوشاندن با گونی مرطوب یا استفاده از مواد عمل آورنده (کیورینگ کامپاند) انجام شود.
مثال از محصولات گروه کلینیک بتن ایران: ترکیبات کیورینگ کامپاند dezocure 550 به عمل آوری صحیح شاتکریت کمک می‌کنند.

گروه کلینیک بتن ایران (RBS-CONTECH) با تجربه در زمینه مواد افزودنی بتن و محصولات شیمی ساختمان، می‌تواند در انتخاب و تأمین مواد افزودنی مناسب برای شاتکریت (مانند زودگیرکننده‌ها و الیاف) به شما مشاوره و خدمات لازم را ارائه دهد.