مبانی و تاریخچه بتن پاششی

1. توصیف و تاریخچه

بتن پاششی (شاتکریت) را می توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگ های الاستیکی حمل شده و با استفاده از هوای فشرده با سرعت زیاد به سطح موردنظر پاشیده می شود، تعریف کرد. در سال 1930 بود که واژه شاتکریت از طرف انجمن مهندسان راه آهن آمریکا مورد استفاده قرار گرفت و اکنون نیز استفاده می گردد.

بتن پاششی در تمام دنیا در دو نوع مخلوط خشک و تر فناوری شناخته شده ای برای استقرار بتن است.

کاربردهای آن در فضاهای زیرزمینی و حفاری های روباز برای پایدارسازی خاک، برای دیوارها، سقف ها وگاهی به عنوان پوشش سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

1. انواع بتن پاششی به لحاظ روش اجرا

• بتن پاششی خشک

در این روش سنگدانه ها با سیمان ترکیب شده (با حداکثر آب 5 درصد برای جلوگیری از گرد و خاک) و به وسیله دستگاهی موسوم به پمپ شاتکریت توسط هوای فشرده به داخل لوله های لاستیکی پمپ شده و از طریق افشانه به سطح موردنظر پاشیده می شود.

دستگاه های اجرای این روش کوچک بوده و نیاز به کامیون های حمل و مخلوط بتن نمی باشد. یکی از معایب این روش استهلاک تجهیزات و تولید گرد و خاک می باشد.

• بتن پاششی تر

در این روش نخست مصالح بتن پاششی و آب به وسیله مخلوط کن بچینگ مخلوط شده و توسط کامیون مخلوط کن به محل اجرا منتقل و توسط پمپ های ویژه روی سطح پاشیده می شود.

سهولت کنترل کیفیت مخلوط، کم بودن آلودگی محیط وشدت جریان بالا از مزایای این روش می باشد.

1. الزامات بتن پاششی

در سال 1990 میلادی، کمیته ASTM  تصمیم گرفت که به دلیل این فناوری به اندازه کافی رشد کرده است،  باید یک کمیته فرعی برای بتن پاششی با کد ASTM C09.46 سازماندهی شود. در آن زمان این کمیته به صورت مکمل کمیته موسسه بتن آمریکا با کد 506 برای عملیات بتن پاششی در نظر گرفته شد.

1. شتاب دهنده های بتن پاششی

از بین همه الزامات و شاخص های مطرح شده، شاخص تنظیم زمان گیرش در عملیات بتن پاششی یکی از اصلی ترین ملاک های انتخاب افزودنی شتاب دهنده بتن می باشد و شتاب دهنده ها به طور فزاینده ای در هر دو روش اجرا مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله مزیت های این شتاب دهنده های بتن، ارتقای زمان و قدرت گیرش، ارتقای مقاومت های مکانیکی و دوامی و اتصال آن به زیرآیند می باشد.

1. اجزای تشکیل دهنده بتن پاششی

مواد تشکیل دهنده بتن پاششی شباهت زیادی به مواد تشکیل دهنده بتن معمولی دارد. سیمان، سنگدانه های شکسته و گردگوشه، آب، افزودنی ها و الیاف از جمله مهم ترین اجزای تشکیل دهنده بتن های پاششی می باشند.

سیمان:

سیمان در بتن پاششی مانند سایر مخلوط های سیمانی، نقش جزء چسباننده را بازی می کند. بنابر این مقدار و نوع سیمان مصرفی بر روی ویژگی هایی چون زمان گیرش و مقاومت های مکانیکی تاثیر مستقیم دارد.

آب:

آب آشامیدنی بهترین انتخاب به منظور ساخت بتن پاششی می باشد. در صورتی که از آب آشامیدنی در ساخت بتن پاششی استفاده شود، نیاز به انجام آزمون خاصی نمی باشد.

سنگدانه:

سنگدانه های ریز و درشت حدود 75 درصد از حجم بتن پاششی را تشکیل می دهند. از این رو در بتن پاششی همانند بتن معمولی کیفیت مصالح سنگی از اهمیت بالایی برخوردار است. از مراجع دسته بندی سنگدانه ها، به استاندارد ملی ایران ، ACI 506  و ASTM C1436 می توان اشاره کرد.

به طور کلی موارد زیر را می توان به عنوان نقش سنگدانه ها در بتن پاششی برشمرد:

• تاثیر چشمگیر بر یکنواختی بتن پاششی
• یکی از شاخص های اولیه در تعیین آب موردنیاز
• نقش پرکنندگی اقتصادی
• تاثیر مستقیم بر مقاومت مکانیکی
• تاثیر به سزا در کارایی مخلوط تازه
• تاثیر به سزا در دوام سازه
• تاثیر مستقیم بر کیفیت اجرا و درصد برگشت مصالح
•  

الیاف مطابق با انچه در ASTM C1116 تعریف شده است به منظور تامین خواص موردنظر به بتن پاششی اضافه می گردد. از مزایای آن می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• افزایش استحکام بتن
• بهبود چسبندگی به مقاطع صخره ای و سنگی
• بهود پیوستگی و یکپارچگی بتن پاشیده شده
• کنرل ترک خوردگی ناشی از انقباض پلاستیک
• کنترل ترک خوردگی گرمایی
• بهبود استحکام در برابر سایش و ضربه
• بهبود مقاومت در برابر آتش
• بهبود شکل پذیری

از جمله انواع آنها می توان به الیاف فولادی، سنتزی، شیشه، طبیعی، میکرو و ماکرو اشاره کرد.

افزونه های فیزیکی:

• دوده سیلیسی:

یکی از بهترین و موثرترین نمونه های افزونه ها دوده سیلیسی (میکروسیلیس) است که به عنوان یک فیلر معدنی (یا یک ماده پوزولانی فعال) شناخته می شود. عملکرد مثبت این ماده بیشتر بر روی ویژگی های رئولوژِی، چگالی، مقاومت های فشاری و دوام نمایان است.

• سرباره :

از دیگر مواد پوزولانی، استفاده از افزونه هایی مانند سرباره بر اساس سوابق مصرف این ماده و احتمال افزایش برگشت مصالح توصیه نمی گردد.

• رنگدانه ها:

رنگدانه های معدنی در بتن پاششی برای کاربردهای معماری و نما استفاده می گردند.

افزودنی های شیمیایی:

افزودنی های شیمیایی مورداستفاده در بتن پاششی توسط دو استاندارد اروپایی EN 934-5 و آمریکایی ASTM C1141 طبقه بندی و تعریف شده اند. استاندارد ملی ایران به شماره ISIRI 2930-5 برگرفته از استاندارد اروپایی بوده و تمرکز بیشتری روی افزودنی های ویژه بتن پاششی دارد.

افزودنی های شرکت آبادگران در زمینه بتن های پاششی:

در میان تمامی موارد افزودنی بتن پاششی توسعه یافته در شرکت صنایع شیمی ساختمان آبادگران، افزودنی‌های زودگیر بتن پاششی دسته ای از مواد افزودنی هستند که پس از اضافه شدن به بتن پاششی منجر به بهبود مقاومت فشاری، چسبندگی، پیوستگی، مقاومت در برابر یخ‌زدگی بتن، سایش و کاهش پس زدن بتن پاشیده شده می‌شوند. این مواد در فرایند پاشش خشک منجر به کاهش میزان گرد و غبار و همچنین کاهش پس ‌زده شدن مواد و افزایش مقاومت زودرس شده و در فرآیند پاشش تر نیز سبب گیرش سریع و مقاومت زودرس می‌گردند. شرکت صنایع شیمی ساختمان آبادگران به عنوان یک واحد دانش‌بنیان شناخته شده در ابعاد ملی و بین‌المللی با تکیه بر تمامی سرمایه‌های علمی و تجربی خود در زمینه نوع‌آوری، تولید و توسعه این فناوری در آغاز سیر توسعه با مطالعه برروی افزودنی‌های زودگیر بتن پاششی موفق به ارائه و تکوین این افزودنی‌ها در بنیان قلیای محدود وکنترل شده با نام‌های ABAQUICK-L وABAQUICK-P گردید. شیمی این مواد به نحوی طراحی شده تا از لحاظ عملکردی تمامی استاندارد‌ها، الزامات و مشخصات در نظر گرفته شده در آیین‌نامه‌های ملی و بین‌المللی در زمینه بتن پاششی را رعایت نموده و همزمان بتواند از لحاظ اقتصادی، مقرون ‌به ‌صرفه بوده و نیاز بازار داخلی و سفارشات مشتریان (CUSTOMIZED PRODUCTS) را برآورده سازد.

مواد افزودنی زودگیر شاتکریت برپایه غیرقلیاها و نمک‌های معدنی (مدرن) در دو حالت مایع و پودری با نام‌های به ترتیب زودگیر شاتکریت مایع ABAQUICK-AFL و زودگیر شاتکریت پودری ABAQUICK-AFP طراحی گردیده‌اند. به طور کلی انتخاب هر کدام از محصولات افزودنی پودری یا مایع، با توجه به شرایط کار، تجهیزات، فرآیند اجرا و تکنولوژی اجرا انجام می‌پذیرد. در طراحی محتویات شیمیایی این محصولات توجه به آیین‌نامه ملی ISIRI 2930-5 مورد توجه و اصل و اساس کار قرار گرفته است.

برای مطالعه بیشتر پیرامون این موضوع می‌توانید به مقالات ذیل رجوع کنید : 

-روش های آزمون و الزامات بتن پاششی (شاتکریت)

-طرح اختلاط شاتکریت و روش های اجرای آن

.