بتن پاشیده

صخره بتن‌پاشی شده در کنار جاده‌ای در نیوزیلند.

بتن پاشیده یا شاتکریت یا بتُن‌پاشی پای‌ٍکار (به انگلیسی: Shotcrete)‏ فرآیندی است که در آن بتن یا ملات با فشار و سرعت بالا بر روی یک سطح پاشیده میشود تا لایه ای متراکم، خود نگهدار و باربر ایجاد گردد. بتن پاشیده شامل دو نوع خشک (Dry Mix Shotcrete) و مرطوب (Wet Mix Shotcrete) است.

تاریخچه و کاربردها

دیواره‌های بتن‌پاشیده در تونلی که ایستگاه اُرستادال در متروی استکهلم در آن واقع شده است.

شاتکریت را می‌توان وسیله‌ای بسیار مؤثر، پایا (Durable) و اقتصادی برای کنترل زمین، کارهایی نظیر مرمت و بازسازی سازه‌های بتنی و ساختمان‌های قدیمی، ساخت پوشش‌های بتنی نگهداری اولیه در تونل‌سازی، پایدارسازی شیب‌های سنگی و خاکی و پایدارسازی بسیاری از سازه‌های زیرزمینی دانست. همچنین شاتکریت را می‌توان به عنوان ملات یا بتنی که با سرعت بالا توسط هوای فشرده روی یک سطح پاشیده می‌شود تعریف کرد. شاتکریت برای نگهداری زمین در تونل‌سازی و معدنکاری ایده‌آل است چرا که یک نگهداری سریع پس از آتشباری و حفاری و مقاومت زودرس مناسب، که باعث می‌شود به زمین اجازه‌ی جا‌به‌جایی را بدهد، ایجاد می‌کند. از جمله مزیت‌های شاتکریت عدم نیاز به قالب بندی یا قالب بندی بسیار کم نسبت به سایر روش‌های نگهداری، مناسب برای سطوح نامنظم و امکان حمل مواد برای محل‌های با دسترسی مشکل می‌باشد. کاربرد شاتکریت تقویت شده با الیاف (Fiber Reinforcement Shotcrete) به سال‌های قبل از ۱۹۷۰ میلادی بر می‌گردد که الیاف فولادی (Steel Fiber) به عنوان یک جزء از شاتکریت برای ایجاد شکل‌پذیری (Ductility) در آن معرفی شدند. قبل از ۱۹۷۰ میلادی اغلب از توری‌های فولادی (Steel mesh) به این منظور استفاده می‌شد. توری‌های فولادی دارای مشکلات زیادی از جمله نصب مشکل و خطرناک بود.

پس از سه دهه، پیشرفت های قابل توجهی در روش های اختلاط، نوع مواد افزودنی، ماشین آلات مورد استفاده و روش‌های پاشیدن روی داده است که باعث افزایش کارایی FRS در قسمت های هزینه‌ای و خواص مکانیکی آن شده است و به این دلیل به صورت گسترده در سراسر دنیا استفاده شده است.

انواع بتن پاشیده

لوله و سرلوله مورد استفاده جهت پاشیدن بتن

بتن پاشیده نام کلی است برای ملات یا بتن حاوی سیمان، ماسه و مصالح با دانه بندی مناسب که با هوای فشرده تحت سرعت بالا روی سطح پاشیده می‌شود. بتن پاشیده را می توان به دو دسته‌ی کلی از نظر روش اختلاط تقسیم کرد

• شاتکریت مخلوط مرطوب (تَر)
• شاتکریت مخلوط خشک

در گذشته از شاتکریت خشک به این علت که اساساً وسایل مورد نیاز در دسترس‌تر و ارزان‌تر بود و مواد خشک می‌توانست برای مسافت طولانی‌تر حمل شود(یک مزیت مهم در کاربرد های معدنی است)، به صورت گسترده استفاده می‌شد. با این حال روش اختلاط تر دارای برتری‌های مهمی از جمله کاهش پس‌ریز، عدم نیاز به نیروی انسانی ماهر و نیاز به وسایل کمتر در محل اجرا برای معادن زیرزمینی است. 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 موثر است.

مزایای ماده افزودنی بتن شات کریت ( بتن پاششی ):

1.باعث کاهش ریزش مصالح می شود

2.باعث سهولت اجرای سقفهای قوسی شکل وانحنا دار می شود

3.باعث افزایش چسبندگی بتن می شود

4.افزودنی شات کریت باعث آب بندی سطوح و مسدود کردن سریع درزها می شود.

5. 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 ) Fabshot_HPS بدون نیاز به لاینینگ ثانویه گرفته می شود.

اجرای بتن پاشیده برای یک استخر شنا در شمال استرالیا

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

بتن پاشیده مرطوب

در این روش تمام مواد ابتدا با آب مخلوط می‌شود و پس از آن است که افزودنی‌های مورد نیاز بر حسب نیاز به آن اضافه می‌شود.در مرحله‌ی اول آب و سایر مواد با هم به مخلوط کن وارد شده و مخلوط می‌شوند و پس از آن است که سایر افزودنی‌ها به مخلوط اضافه می‌شود.

بتن پاشیده ی خشک

در این روش ابتدا مواد به صورت خشک با درصد بسیار کمی آب مخلوط می‌شوند و قبل از خروج از نازل به آن‌ها آب اضافه می‌شود. در این روش بر خلاف روش مخلوط تر، آب درانتهای مسیر و قبل از خروج از نازل به مخلوط اضافه می شود.

عوامل مؤثر در عملیات شاتکریت

از عوامل مؤثر در عملیات شاتکریت می توان به طرح اختلاط اشاره کرد که عملیاتی مشکل و پیچیده است و در حقیقت نیازمند سعی و خطای بسیار است و باید دارای معیار‌های زیر باشد.

• قابلیت پرتاب: مخلوط باید بتواند با کمترین میزان پس ریز جای بگیرد.

• مقاومت زود رس: مخلوط باید به اندازه ی کافی محکم شود تا نگهداری زمین را در مدت زمان کمی فراهم کند.

• مقاومت طولانی مدت: مخلوط باید یک مقاومت مشخص ۲۸ روزه داشته باشد با میزان شتابدهنده‌ی مورد نیاز برای بدست آوردن قابلیت پرتاب مورد نیاز و مقاومت زودرس.

• پایداری: پایداری طولانی مدت کافی برای محیط باید به دست آید.

• اقتصاد: مواد با هزینه‌ی کمتر باید استفاده شود و باید حداقل مقدار پس زیر وجود داشته باشد.

منبع

• مدیریت ماشینهای راه سازی. ترجمهٔ دکتر علی توران. 

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «shotcrete»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۱۷ اوت ۲۰۱۰).

• اسماعیلی. مرتضی، صابری فرد. فرشید، "شاتکریت و بتن الیافی و کاربرد آن برای نگهداری سنگ"دومین کنفرانس مکانیک سنگ ایران، ۱۳۸۳.
• آتشی امیر، بررسی و مقایسه انواع شاتکریت، پایان نامه کارشناسی، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی معدن، ۱۳۸۸