پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
شاتکریت و انواع و کاربرد آن
شاتکریت (بتن پاشیده)
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.
شاتکریت خشک و شاتکریت تر دو نوع معمول این محصول است و برای اجرای هر نوع از آن سیستم و دستگاه مخصوصی به کار برده می‌شود. شاتکریت از انواع بتن های ویژه به شمار می‌رود.
شاتکریت خشک
برای اجرای شاتکریت خشک ابتدا سیمان و سنگدانه ها در مخزن اولیه مخلوط شده و توسط فشار باد حاصله از طریق لوله به سر نازل پاشش منتقل می‌شود. اختلاط آب و عمل هیدراتاسیون در این نوع بتن پاشی در سر نازل صورت می‌گیرد لذا مخلوط اولیه مصالح، روانی قابل قبولی ندارد و برای انتقال راحت در لوله ها اغلب مصالح درشت دانه در آن استفاده نمی‌شود. از طرفی در این سیستم کنترل چندانی بر مقدار آب مورد نیاز برای اختلاط وجود ندارد و به علت سرعت زیاد خروج مصالح اغلب واکنش هیدراتاسیون به صورت کامل انجام نمی‌گیرد و ملات مقاومت نهایی مناسبی نخواهد داشت.
چسبندگی ملات شاتکریت خشک پایین بوده و ضخامت های بیش از ۱۰ سانتیمتر در این روش قابل اجرا نیست و بخش عمده‌ای از ملات به هنگام اجرا از سطح کار جدا شد و به هدر می‌رود. اجرای کارهای تعمیراتی و اضافه کردن روکش به سازه‌ها و سطوح موجود از کاربردهای عمده شاتکریت خشک است. به دلیل اختلاط خشک مصالح در ابتدای فرآیند، گرد و غبار و آلودگی ناشی از پراکنده شدن سیمان از مشکلات اجرایی آن به شمار می‌رود.
شاتکریت تر
در این روش پاشش بتن، مخلوط آماده بتن یا ملات به داخل مخزن پمپ بتن ریخته شده و پس از انتقال توسط نازل به سطح کار پاشیده می‌شود. مخلوط تر دارای اسلامپ قابل توجهی است. در طرح اختلاط آن سنگدانه های با سایز درشت نیز بکار می‌رود و منجر به دستیابی به مقاومت فشاری قابل قبولی می‌شود. حداقل مقاومت مشخصه شاتکریت، مربوط به آزمونه‌های استوانه‌ای استاندارد معمولا ۱۸ مگاپاسکال در نظر گرفته می‌شود. مخلوط شاتکریت تر دارای چسبندگی قابل توجهی است و با استفاده از آن امکان اجرای دیوار بتنی با ضخامت ۵۰ سانتیمتر و سقف به ضخامت ۲۰ سانتیمتر در یک مرحله امکان پذیر است.
طرح اختلاط شاتکریت
نسبت های اختلاط مواد تشکیل دهنده شاتکریت براساس تجارب کارگاهی و استفاده از مخلوط های آزمایشی با مصالح مصرفی کارگاه تعیین می‌شوند. در تعیین نسبت های اختلاط شاتکریت باید توجه داشت که قسمتی از مخلوط در اثر کمانه کردن سنگدانه ها و مصالح بازگشتی از دست می‌رود. بنابراین باید با کنترل دقیق و انجام آزمایش‌های لازم در مراحل مختلف بتن پاشی، طرح اختلاط مناسبی برای ترکیب اولیه شاتکریت بدست آید. حدود متداول نسبت آب به سیمان شاتکریت ۰/۳۵ تا ۰/۵ و نسبت متداول سنگدانه به سیمان ۳/۵ تا ۴/۵ است.
به منظور حصول کارآیی مطلوبِ شاتکریت، توصیه می‌شود از سنگدانه‌های اشباع با سطح خشک در مخلوط استفاده شود. در صورت نبود اطلاعات کافی در مورد نوع و مشخصات مصالح مصرفی، می‌توان از طرح اختلاط وزنی با نسبت آب: سیمان: سنگدانه به صورت ۲۰۰ : ۴۰۰ : ۱۷۵۰کیلوگرم استفاده کرد.
اگر شاتکریت برای پوشش تری دی پنل مورد استفاده قرار گیرد بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه‌ها نباید از هیچ یک از مقادیر زیر بیشتر باشد.
- الف- یک پنجم ضخامت بتن پاشیده
- ب- سه چهارم بعد چشمه شبکه یا فاصله آزاد بین میلگردها
- پ– سه چهارم ضخامت پوشش روی میلگرد یا مفتول پانل
نکات مهم طرح اختلاط شاتکریت
در صورت استفاده از سنگدانه های درشت تر باید سنگدانه های درشت دانه و ریز دانه به طور جداگانه، وزن و مخلوط شوند تا از ایجاد دانهبندی ضعیف ناشی از جدایش سنگدانه‌ها جلوگیری شود .همچنین از آنجا که سنگدانه‌های درشت تر از حد مجاز، می‌توانند باعث بسته شدن لوله یا نازل شوند، لازم است این سنگدانه ها با غربال جدا شده و از دانهبندی خارج شوند.
در صورتی که در شاتکریت از سنگدانه‌های سبک استفاده می شود، این سنگدانه‌ها باید مطابق مشخصات سنگدانه‌ها در بتن سبک ASTM C330 باشند. به طور کلی برای سبک سازی شاتکریت می‌توان از دانه‌های سبک منبسط شده یا گلوله شده از خاک رس، دیاتومه، خاکستر بادی و غیره استفاده کرد. همچنین دانه‌های سبک طبیعی همچون پومیس و توف و یا سبکدانه‌های اسفنجی، پلی استایرن و مواد غیر آلیِ دانه‌ای برای تولید شاتکریت سبک می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند.
کاربرد شاتکریت
امکان اجرای سازه‌های بتنی با اشکال منحنی ، مدور و غیر منظم (مثل استخر و آبگیر)، امکان تثبیت کوه‌ها و صخره‌ها با پوشاندن آنها با یک شبکه مش و پاشیدن بتن روی آنها، روکش کردن پایه پلها و لاینینگ تونل‌ها، افزایش ضخامت لوله‌های بتنی در محیطهای خورنده و خطرناک در مقابل آتش، چسبندگی بهتر بین بتن و میلگرد، کاهش نفوذ پذیری و آب بندی مناسب.
یکی از کاربردهای وسیع شاتکریت تر که نیاز به تخصص زیادی نیز ندارد، احداث استخر و آبگیر است. نکته اصلی در احداث سازه هایی به مانند استخر، جلوگیری از نفوذ آب به بیرون سازه است. به علت ماهیت پاششی و همچنین چسبندگی بالای شاتکریت و فشار بالای پاشش بتن، خلل و فرج پیرامون سازه به خوبی پوشش داده می‌شود و نتیجتاً آب بندی و نفوذ ناپذیری مناسبی به دست می‌آید. شاتکریت در صنعت ساخت و تعمیر سد استفاده فراوانی دارد.
مزایای شاتکریت
- مصرف آب کمتر در نتیجه مقاومت فشاری بیشتر
- عدم نیاز به قالب بندی و در نتیجه سرعت در اجرای طرح
- اجرای اشکال پیچیده بدون استفاده از قالب