شاتکریت و انواع آن

شاتکریت (بتن پاشیده) نوعی بتن یا ملات پایه سیمانی است که حسب مورد در تهیه آن از مقادیر مختلف ماسه و شن استفاده می‌شود. 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.

افزودنی های شاتکریت

در شاتکریت‌هایی که در معرض سیکل‌های یخ زدن و آب شدن قرار دارند می‌توان از مواد افزودنی حباب ساز استفاده کرد. از آنجا که مقدار قابل توجهی از این مواد در مرحله پاشش از دست می‌رود، لازم است با افزایش موادی افزودنی به مانند حباب سازها کمبود آن جبران شود. ماده حباب ساز همچنین باعث کارآیی (اسلامپ) بیشتر مخلوط بتن و کاهش مصالح برگشتی می‌شود. بعلاوه استفاده از مواد افزود‌نی زودگیر در بتن پاشی ها، بخصوص در شرایطی که گیرش سریع یا افزایش سریع مقاومت مدنظر باشد، می‌تواند به کار رود. شایان ذکر است استفاده از کلرید کلسیم به عنوان ماده افزودنی زودگیر در شاتکریت مجاز نیست. افزودنی های کندگیر کننده معمولاً در شاتکریت به کار نمی‌روند، استفاده از پوزولان ها نیز می‌تواند علاوه بر افزایش مقاومت و کارآیی بتن، قابلیت پمپ مخلوط را هم افزایش دهد و باعث کاهش میزان مصالح برگشتی شود.

کار آیی و روانی بتن پاشیده باید به اندازه‌ای باشد که به سهولت و با تراکم کافی روی سطوح قائم و افقی چسبیده، به خوبی میلگردها و سطوح را در برگیرد و مصالح بازگشتی آن به حداقل برسد. کارآیی شاتکریت معمولاً مابین ۴۰ تا ۸۵ میلیمتر است.

آزمایشات شاتکریت

به دلیل ماهیت اجرایی شاتکریت و تفاوت‌های طرح اختلاط آن با بتن معمولی و همچنین تاثیر قابل توجه اپراتور بتن پاش در کیفیت نهایی آن، باید آزمایش هایی با دقت کافی قبل، حین و بعد از اجرا انجام گردد.

آزمایش های قبل از اجرا به منظور ارزیابی اپراتورهای بتن پاش و اصلاح طرح اختلاط به لحاظ کارآیی و کاهش پرت مصالح انجام می‌شوند. جعبه های آزمایشی از جنس چوب یا فلز در ابعاد ۱۰۰×۶۰۰×۶۰۰ میلیمتر ساخته می‌شوند. این جعبه ها باید در مقابل لرزش و تغییر شکل ناشی از عملیات بتن پاشی مقاوم باشند. ضخامت مقطع چوبی یا فلزی قالب نباید به ترتیب کمتر از ۲۰ یا ۵ میلیمتر انتخاب شود. به ازای هر مخلوط نمونه، هر وضعیت بتن پاشی (افقی یا سربالا) و هر اپراتور بتن پاش، باید حداقل یک جعبه آزمایشی در نظر گرفته شود.

در حین عملیات بتن پاشی برای اخذ نمونه، جعبه نباید در سطح شیب‌دار قرار داده شود و شرایط آن باید مطابق با شرایط اجرایی کار باشد. بعد از پاشش و قبل از گیرش بتن نباید ضربه‌ای به قالب وارد شود .لازم است عمل آوری بتن پاشیده برای اخذ نمونه به انجام برسد. آزمایشهای حین اجرا به منظور تعیین مقاومت بتن و کیفیت اجرا انجام می‌شوند. آزمایش های بعد از اجرا به منظور تعیین نقاط ضعف اجرای بتن پاشیدنی صورت می‌گیرد.

برای یافتن محل‌هایی که بتن پاشیده به سطح پانل نچسبیده است و یا برای تعیین حفرات موجود، اپراتور با چکش ضرباتی به بتن وارد می‌آورد. در صورتی که صدای بم و خفه به گوش رسد به معنای پوکی و وجود حفره و فاصله بین لایه های شاتکریت است. وزن چکش متناسب با ضخامت بتن پاشیده متغیر بوده و معمولا بین ۰/۵ تا ۲ کیلوگرم است. محل های پوک و حفره دار باید تخریب شده و نسبت به بتن پاشی مجدد آن، اقدام شود.

قالب بندی

شاتکریت تر بطور معمول نیاز به قالب بندی ندارد و بدین ترتیب هزینه‌های قالب بندی و نیروی انسانی و زمان انجام عملیات بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. عدم استفاده از قالب سبب می‌شود که اپراتور دید کاملی بر جبهه کاری خود داشته و بتن ریزی مناسبی انجام دهد.

کاربرد

از عمده مزیت های استفاده از شاتکریت تر می‌توان موارد زیر را نام برد:

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.