از بتن در روش‌ها و انواع مختلف سال‌هاست که در فرآیند ساخت سازه‌های مختلف استفاده می‌کنند. با وجود این، ترکیباتی که همراه با بتن به کار می‌روند، روش استفاده از بتن و یا حتی غلظت بتن مورد استفاده با توجه به هر پروژه ساخت و ساز متفاوت است. از همین رو، در برخی پروژه‌ها به جای آنکه از بتن معمولی استفاده کنند، از انواع دیگر بتن مانند شاتکریت استفاده می‌کنند. شاید شما هم قبلاً نام شاتکریت را شنیده باشید، اما آیا تا به حال این سؤال برایتان پیش آمده که شاتکریت چیست؟ استفاده از بتن شاتکریت در طی دو دهه گذشته به دلیل عملکرد خوب و کاربردهای گسترده آن، رشد چشمگیری را به خصوص در کشورهای اروپایی و آمریکایی تجربه کرده است. تفاوت شاتکریت با بتن معمولی بیشتر به فرآیند اجرای آن برمی‌گردد تا مواد. در ادامه بیشتر در مورد بتن شاتکریت بحث خواهیم کرد.
بتن شاتکریت چیست؟
شاتکریت در اصل به ملات یا بتن با ذرات بسیار ریز گفته می‌شود که با سرعت بالا بر روی سطح مورد نظر پاشیده می‌شود و از همین رو، به شاتکریت بتن پاشیده نیز می‌گویند. اگرچه این محصول در کشورهای مختلف با عناوین انحصاری متفاوتی عرضه می‌شود، اما لزوماً اصل کار یکسان است. در مقایسه با بتن معمولی، بتن شاتکریت به قالب‌بندی کمتری نیاز دارد که آن را به گزینه‌ای ارزان‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر تبدیل می‌کند.
برای ساخت و جایگذاری بتن شاتکریت به تجهیزات بزرگ و زیادی نیاز نیست. همانند سایر انواع بتن، شاتکریت نیز برای جلوگیری از ترک خوردن نیاز به عمل‌آوری کافی دارد و پس از گیرش اولیه بتن، بایستی حداقل به مدت 14 روز مرطوب نگه داشته شود. بتن شاتکریت که مراحل عمل‌آوری را درست پشت سر گذاشته است، می‌تواند مقاومتی در حدود 450 تا 550 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع را در مدت 28 روز به دست آورد.
انواع بتن شاتکریت
بتن شاتکریت بر اساس نحوه اجرا به دو دسته بتن شاتکریت تر و بتن شاتکریت خشک تقسیم می‌شود که در ادامه هر یک از آن‌ها را توضیح خواهیم داد.
بتن شاتکریت خشک
در این فرآیند، مخلوط سیمان و ماسه مرطوب از طریق لوله خرطومی به یک فیدر یا تفنگ مکانیکی مخصوص به نام «تجهیزات تحویل» منتقل می‌شود. این مخلوط توسط چرخ تغذیه یا توزیع‌کننده وارد شلنگ تحویل شده و توسط هوای فشرده منیفولد سوراخ‌دار حمل می‌شود که که آب تحت فشار وارد آن شده و با سایر مواد مخلوط می‌گردد. ملات با سرعت بالا به وسیله نازل روی سطح پاشیده می‌شود تا شاتکریت حاصل آید. در این فرآیند، هر گونه تغییر در مقدار آب به راحتی توسط شخصی که نازل را در دست دارد، انجام می‌شود.
اگر محتویات آب زیاد باشد، بتن در هنگام پاشش بر روی سطح عمودی ممکن است به سطح نچسبد و روی زمین بریزد یا به اصطلاح پس‌ریز داشته باشد. مقدار آب باید تنظیم شود تا هدررفت مواد به حداقل برسد. نسبت آب به سیمان بایستی بین ۰.۳۳ تا ۰.۵۰ باشد. از تجهیزات مختلفی برای ساخت بتن شاتکریت به روش خشک استفاده می‌شود. تجهیزاتی که عملیات پاشش ملات را پیوسته انجام می‌دهند، می‌توانند مواد را با فاصله ۳۰۰ تا ۵۰۰ متر بر روی سطوح افقی و ۴۵ تا ۱۰۰ متر بر روی سطوح عمودی بپاشند.
مزایا
- بتن شاتکریت خشک برای کارهای تعمیراتی که نیاز به توقف و تنظیم مکرر است، گزینه مناسبی به شمار می‌رود.
معایب
- در فرآیند اختلاط خشک، چون از مواد خشک استفاده می‌کنیم، گرد و غبار بیشتر خواهد بود.
- در جاهایی که به مقدار شاتکریت زیادی نیاز است، کاربرد ندارد.
بتن شاتکریت تر
در این فرآیند، تمامی مواد اعم از سیمان، ماسه، سنگدانه و آب قبل از ورود به محفظه تجهیزات تحویل، مخلوط می‌شوند. بتن آماده با فشار ۷ اتمسفر وارد نازل می‌شود. برای افزایش سرعت و بهبود الگوی اجرا، هوای اضافی به نازل تزریق می‌شود. تجهیزات مختلفی با قابلیت بتن‌ریزی ۳ تا ۹ متر مکعب در ساعت در بازار موجود هستند.
پدیده پس‌ریز بتن از روی سطوح به خاطر سرعت بالای عملیات پاشش، برگشت یا ریباند بتن نامیده می‌شود و به نسبت آب به سیمان و ماهیت و موقعیت سطح مورد نظر بستگی دارد. محدوده تقریبی ریباند برای اسلب‌های افقی 5 تا 15 درصد و برای سطوح شیب‌دار و عمودی 15 تا 30 درصد است. همچنین، این رقم برای سطوح بالاسری و گوشه‌ها برابر ۲۰ تا ۵۰ درصد است.
در صورت استفاده از بتن سبک، فرآیند اختلاط خشک ارجحیت دارد. هر چه نسبت آب به سیمان کمتر باشد، استحکام بالاتر می‌رود، انقباض خزشی کمتر می‌شود و دوام بتن بیشتر خواهد بود. این در حالی است که در فرآیند اختلاط تر، می‌توان به راحتی با استفاده از عامل‌های حباب‌ساز هوا، دوام بتن را بالاتر برد. نسبت آب به سیمان را در فرآیند اختلاط تر می‌توان به دقت کنترل کرد و از همین رو، برای ساخت بتن شاتکریت تر با مشکلات زیادی مواجه نمی‌شویم. فرآیند اختلاط تر ظرفیت بیشتری را در اختیارتان قرار می‌دهد که منجر به نرخ بالاتر تولید و قرارگیری بتن می‌شود.
مزایا
- ریباند کمتر
- گرد و غبار کمتر
- قرارگیری حجم بزرگتری از بتن در زمان کوتاه‌تر
معایب
- به یک اپراتور ماهر برای پاشیدن بتن نیاز است.
- نسبت آب به سیمان، فشار و دوز شتاب‌دهنده باید کاملاً دقیق باشد.
کاربرد شاتکریت
از بتن شاتکریت با توجه به مزایای متعددی که نسبت به بتن معمولی ارائه می‌دهد، در پروژه‌های مختلف ساخت و ساز استفاده می‌کنند که از آن جمله می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم.
- شاتکریت به طور گسترده در ساخت سازه‌های مختلف مانند سطوح بالاسری باریک عمودی یا افقی، به ویژه در بخش‌های منحنی یا چین‌خورده، ساختمان‌ها، سازه‌های دریایی و پل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- به علاوه، از این نوع بتن در تونل‌ها، کانال‌ها، مخازن، استخرهای شنا، سازه‌های نگهدارنده آب و مخازن پیش‌تنیده استفاده می‌شود.
- از شاتکریت با موفقیت جهت تثبیت شیب‌های سنگی و در حفاری‌های زیرزمینی و حفاظت موقت از سطوح سنگی که به تازگی حفاری شده‌اند، استفاده شده است.
- از شاتکریت ممکن است به عنوان یک ابزار برای محافظت در برابر خوردگی ستون‌ها در دراز مدت، انبارهای زغال سنگ، مخازن نفت، قاب‌های ساختمان‌های فولادی و سازه‌های دیگر استفاده شود.
- از بتن شاتکریت برای نوسازی ساختمان‌های قدیمی و سازه‌های تخریب‌شده در اثر آتش‌سوزی و همچنین، در پوشش‌های فولادی برای تشکیل سازه‌های مقاوم در برابر آب استفاده می‌کنند.
- شاتکریت برای کاربردهای با دمای بالا مانند پوشش نسوز کوره‌ها، دودکش‌ها و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- از شاتکریت همچنین به عنوان عایق رطوبتی در دیوارها استفاده می‌کنند.
مزایای شاتکریت
مزایای شاتکریت به شرح زیر است.
- عملیات شاتکریتینگ توسط نازل از یک موقعیت سربالایی انجام می‌شود. پس از انجام عملیات پاشش بتن، نیاز به ویبره‌زنی یا متراکم کردن نیست، زیرا بتن شاتکریت تحت فشار در جای خود پاشیده می‌شود.
- مقرون‌به‌صرفه‌تر از بتن معمولی است و نیاز به قالب‌بندی کمتری دارد. امکان استفاده از شاتکریت در اشکال منحنی و مارپیچ که با بتن معمولی دشوار یا غیرقابل اجرا است، وجود دارد. از همین رو، از شاتکریت می‌توان در مواردی مانند مخازن، گنبدها، استخرهای شنا و پارک‌های اسکیت استفاده کرد.
- چسبندگی ذاتی بالایی دارد که باعث می‌شود لایه‌های بتنی بسیار مقاوم باشند.
- آن را می‌توان با میله‌های تقویت‌کننده فولادی، مش‌های سیم جوش خورده، بتن‌های تقویت‌شده با فیبر یا بدون تقویت‌کننده مورد استفاده قرار داد.
- این نوع بتن دارای خواص غیرقابل احتراق و مقاوم در برابر آتش است که به صورت پروزائیک شکل گرفته و ریخته شده است.
- به حداقل نیروی انسانی نیاز دارد.
- به مدیریت نسبت آب به سیمان کمک می‌کند.
معایب شاتکریت
معایب شاتکریت به شرح زیر است.
- عیب اصلی شاتکریت در مقایسه با بتن لغزنده به مدت زمانی برمی‌گردد که هنگام به‌کارگیری این نوع بتن برای پایه‌های سازه‌ای و دیگر سازه‌های با سطح مقطع غول‌پیکر صرف می‌شود.
- یکی دیگر از معایب شاتکریت، ایجاد گرد و غبار است.
- هنگام استفاده از شاتکریت، سنگ‌ریزه‌های بیش از حد بزرگ موجود در مخلوط بتن می‌توانند مانع از پاشش بتن شوند.
- بتن آماده‌ای که زیاد از حد مرطوب باشد، ممکن است به سطوح عمودی و بالاسری به خوبی نچسبد.
- هزینه تولید آن بسیار زیاد است.
- بتن زیادی در مقایسه با بتن پروزائیک هدر می‌رود.
- به نیروی انسانی با مهارت بالا برای انجام کار نیاز است.
- روش شاتکریتینگ می‌تواند تا حدی پیچیده باشد.
نتیجه‌گیری:
شاتکریتینگ یک روش انعطاف‌پذیر برای ساخت و ساز است که شامل پاشش مخلوطی از سنگدانه، سیمان و آب بر روی سطوح مختلف با سرعت بالا بوده و ماده حاصل از این عملیات، استحکام و دوام بسیار خوبی خواهد داشت. دیوارهای شاتکریت انعطاف‌پذیری در شکل و طرح را فراهم می‌کنند که آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای کاربردهای مختلف تبدیل می‌کند. از شاتکریت در موارد مختلفی مانند تعمیر و بازسازی سازه‌ها، ساخت دیوارهای حائل، ایجاد سازه‌های زیرزمینی مانند تونل‌ها و حتی در کاربردهای معماری و تزئینی استفاده می‌شود. از بزرگترین مزیت‌های شاتکریت می‌توان به چسبندگی عالی، استحکام، تطبیق‌پذیری و ساخت سریع آن اشاره کرد.
