شاتکریت و کاربرد شات کریت
تعریف شاتکریت
شاتکریت را می‌توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگهای لاستیکی حمل شده و با استفاده از هوای فشرده و با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می‌شود، تعریف کرد.
تاریخچه شاتکریت ? شاتکریت چیست؟
اولین کاربرد شاتکریت به سال 1909 میلادی برمی‌گردد که در آن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می‌شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می‌رفت.
در سال 1914 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 بعنوان سیستم نگهداری موقتی به کار می‌رفت.
در این سال کارل اکلی دستگاهی برای پاشیدن مخلوط ماسه و سیمان ساخت و آنرا گانایت نامید.
و بعدها نامهایی چون گان گریت، پنو کریت، بلاست کریت و جت کریت بکار برده شده است.
اما در سال 1930 واژه شاتکریت از طرف انجمن مهندسین راه و ساختمان آمریکا بکار برده شد و تاکنون مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تعریف شاتکریت از نظر مؤسسه بین المللی ACI
شاتکریت عبارتست از ملات یا بتنی که با فشار و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشیده می‌شود.
از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه‌هایی از سنگ زیرین جدا می‌شد، لذا بعنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندان مورد توجه واقع نشد.
از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموار حفریات زیر زمینی را می‌پوشانند و به شکل یک سطح نسبتاً صاف در می‌آورد .
البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ، بعنوان سیستم نگهداری بسیاری از تونلها به کار رفته است.
در سالهای اخیر، کاربرد شاتکریت در معادن زیر زمینی، نگهداری حفریات دائمی از قبیل جاده‌های مورب، راهروهای اصلی حمل و نقل، ایستگاههای چاه و حجره‌های زیر زمینی سنگ شکن است.
بازسازی پیچ سنگها و توریهای متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گران باشد. تعداد حفریات زیر زمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می‌شوند رو به 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 می‌دهد.
آزمایشات و تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیار مؤثر است.
اگرچه 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 جدیتری خواهد شد.
بطور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان، ماسه و خرده سنگ است که به کمک هوای فشرده اجرا می‌شود و در اثر سرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می‌شود .
(برگرفته از کتاب تونل سازی جلد چهارم نوشته حسن مدنی)
شاتکریت امروزه در دنیا به دو صورت مورد استفاده قرار می‌گیرد:
1. شاتکریت مخلوط خشک Dry Mix Shotcrete
2. شاتکریت مخلوط تر Wet Mix Shotcrete
شاتکریت مخلوط خشک (DMS)
آب مورد نیاز در حین خروج از سرنازل (Nozzle) اضافه می‌شود.
از این روش برای کارهای تعمیراتی، روکش و تعمیرات به ضخامت کمتر از 10 Cm استفاده می‌شود و از طرفی بدلیل فقدان مصالح سنگی درشت دانه، از این روش برای کارهایی که مقاومت مکانیکی مطرح نباشد، استفاده می‌شود.
معایب روش DMS
1) ممکن است به همه دانه‌ها آب نرسد و هیدراته نشده باقی بمانند.
2) در محل کارگاه گرد و غبار ناشی از پراکنده شدن دانه سیمان زیاد است.
3) بدلیل نچسبیدن ملات (بدلیل هیدراته نشدن) پرت کار زیاد است.
شاتکریت مخلوط تر (WMS)
بتن آماده به داخل پمپ شاتکریت ریخته می‌شود و پس از عبور لوله انتقال به سرنازل رسیده و از آنجا به سطح کار پاشیده می‌شود.
مزایای شاتکریت مخلوط تر (WMS)
از مخلوط تر در مکانهائی که مقاومت فشاری مورد نظر است، استفاده می‌شود و از طرفی در این روش امکان اجرای دیوار بتنی با ضخامت 50Cm و 20Cm برای سقف در یک مرحله امکان پذیر است.
مزایای استفاده از شاتکریت تر (WMS)
1. مزایای زمانی
2. مزایای کیفی
3. مزایای اجرایی
مزایای اجرایی:
1) در اغلب موارد نیاز به قالب بندی ندارد و در موارد خاص استفاده از یک سپر چوبی برای استقرار بتن کافی است و همین مورد هزینه‌های کلان قالب بندی و تجهیزات نیروی انسانی را کاهش می‌دهد.
2) امکان اجرای سازه‌های بتنی با اشکال منحنی، مدور و غیر منظم (مثل استخر و آبگیر)
3) تثبیت کوه‌ها و صخره‌ها با پوشاندن آنها با یک شبکه مش و پاشیدن بتن روی آنها
4) روکش کردن پایه پلها و لاینینگ تونلها
5) افزایش ضخامت لوله‌های بتنی در محیطهای خورنده و خطرناک در مقابل آتش
مزایای کیفی شاتکریت
1. مقاومتهای مکانیکی
2. چسبندگی بین بتن و میلگرد
3. کاهش نفوذ پزیری (آب بندی)
مقاومتهای مکانیکی
- میزان نسبت آب به سیمان (W/C) در شاتکریت مخلوط خشک بین 5/0 تا 3/0 و در مخلوط شاتکریت تر بین 4/0 تا 55/0 می‌باشد.
- مقاومت فشاری در محدودهای بین 250-480 (Kg/Cm2) که با افزایش میکرد و سیلیکا به بیش از 550 (Kg/Cm2) هم می‌رسد.
- استفاده از هوای فشرده سبب قفل شدن مصالح سنگی درهم و در نتیجه افزایش وزن مخصوص در محدودهای
بین 2290-2230 (Kg/m2) می‌شود.
همچنین هوای فشرده سبب چسبیده شدن ملات به زیر کار و عدم ورقه ورقه شدن در آینده می‌گردد.
چسبندگی بین بتن و میلگرد
عدم استفاده از قالب سبب می‌شود Nozzleman بتواند فضای کار را دیده و بتن را به شکل مناسبی بین میلگردها جای دهد.
کاهش نفوذ پذیری
یکی از کاربردهای وسیع (WMS) و شاید راحتترین آن که نیاز به تخصص نازلمن Nozzelman ندارد، احداث استخرها و آبگیر است که به خوبی با فشار بالای هوا، آب بندی انجام می‌شود و نفوذ پذیری بسیار اندک می‌گیرد.
مزایای زمانی
حذف سیستم قالب بندی خود باعث از بین رفتن زمان تهیه ساخت قالب، قالب بندی و باز کردن می‌گردد.
(بخصوص در جاهاییکه قالب فقط یکبار مصرف است، یعنی در جای دیگر کاربرد ندارد. مثال سازه‌های منحنی و لاینینگ تونلها و ...)
سرعت بتن پاشی در (WMS) تقریباً برابر 3 M3 می‌باشد.
کاربرد WMS در تعمیرات سدها
شامل:
- اجرای سر ریزها
- لاینینگ تونلهای انحراف
- روکش کردن بدنه سد (بمنظور تقویت سازه‌ای)
- تثبیت دیوارهای حایل و کوه‌های اطراف
- توسیه‌های مهم در تعمیرات سد در شاتکریت
1. لایه لایه شدن
2. درز انقباض و انبساط
3. آب بندی سطوح زیر کار
4. آماده سازی سطوح زیر کار
5. لایه لایه شدن
یکی از مسائل مهم در تعمیرات با شاتکریت، چسبندگی به لایه زیر کار است. به خوبی آب بندی نشدن زیر کار و سیکل‌های ذوب و انجماد داخل ترکها، باعث لایه لایه شدن می‌گردد.
درز انقباض و انبساط
شاتکریت نیز مانند هر بتن دیگر نیازمند درز انقباض و انبساط است که این فاصله‌ها متغیر است و در محدوده بین 5 تا 10 سانتیمتر می‌باشد.
آب بندی سطوح زیر کار
درصورتیکه آببندی بخوبی صورت نگیرد، ترکها و شکافها با جذب رطوبت کاملاً از آب اشباع شده و پس از اجرای شاتکریت در اثر سرما رطوبت داخل این ترکها، به یخ تبدیل شده و موجب از بین رفتن لایه شاتکریت می‌گردد.