30 دسامبر
روش اجرای صحيح شاتكريت
آماده سازی سطحی كه باید شاتكریت شود از قسمت‌های اساسی كار است، ترازسازی موثر سطح كار به گونه‌ای كه قبلاً بحث شد، از نظر فراهم سازی ایمنی مجریان شاتكریت و نیز كاهش احتمال طبله كردن بتن بعلت پاشیدن آن در قسمت‌های سست، از اهمیت زیادی برخوردار است. روشن است كه اگر سنگ خیلی ضعیف باشد، ترازسازی ممكن است امكان‌پذیر نباشد و بتن پاشی باید پس از نمایان شدن جبهه و سطح كار هر چه سریعتر اجرا شود تا موجب حفاظت و تقویت سازه شود. در این گونه موارد، لایه دیگری از شاتكریت كه با توری جوش شده مسلح شود ممكن است مورد نیاز باشد تا موجب تكمیل بازسازی و تقویت سطح سنگ شود.
سطح كاری كه قرار است شاتكریت شود باید عاری از هرگونه مواد خارجی یا مواد لق چسبنده به سطح باشد، تا یكپارچگی و چسبندگی كامل بدست آید. گرد و غبار حاصل از آتشكاری و خاك و مواد نرم حاصل از درزها باید بوسیله آب از سطح شسته شود و این امر به راحتی با استفاده از سیلنگ آب تحت فشار عملی است. آب پاشی سطح را می‌توان با دستگاه بتن پاشی كه با فشار معمول برای بتن پاشی (Mpa 4/0 ـ ۳/۰ یا lb/m2 ۶۰ ـ ۴۵)) تنظیم شده است، انجام داد، آب را باید به اندازه كافی در دستگاه وارد نمود تا كلیه مواد زائد و لق جدا شوند. دهانه لوله پخش (nozzlc) باید حدوداً از فاصله یك تا دو متری از سینه كار قرار گیرد.
آماده‌سازی سطوح خیلی صاف و آیینه‌ای به آسانی از طریق جت آب عملی نیست و گاهی استفاده از ماسه پاشی (Sandblasting) برای زبر كردن و بهبود سطح كار لازم خواهد بود. برای ماسه‌پاشی از دستگاه معمول بتن پاش برای شاتكریت با اختلاط خشك استفاده می‌شود، با این تفاوت كه نازل بتن‌پاشی با نازل مناسب ماسه پاشی تعویض می‌شود. از آنجایی كه این عملیات از لحاظ صرف وقت و تأمین مصالح گران تمام می‌شود، صرفاً باید در شرایط خاص و بحرانی و پس از اینكه جت آب موثر واقع نشد، مورد استفاده قرار گیرد.
همین كه سطحی كه قرار است شاتكریت شود كاملاً تمیز شد، عملیات بتن پاشی را می‌توان شروع كرد. مأمور بتن پاشی فشار مناسب برای دستگاه انتخاب می‌كند و مأمور مصالح، سرعت تغذیه مصالح را به دستگاه به نحوی كه با فشار دستگاه هماهنگ باشد تنظیم می‌نماید. چنانچه سرعت تغذیه مصالح كم باشد جریان بتن پاشی یكنواخت و پیوسته نبوده و بصورت منقطع انجام خواهد شد. همچنین اگر سرعت تغذیه زیاد باشد موجب گیر كردن دستگاه و قطع بتن پاشی خواهد شد. روشن است كه وضع ضابطه‌ای عمومی برای این مرحله از عمل بتن پاشی خیلی مشكل است. زیرا، این قسمت از كار به مشخصات دستگاه بتن‌پاشی و میزان مهارت و درجه هماهنگی بین مسئولین بتن پاشی و تغذیه مصالح دارد.
فاصله بهینه و مناسب بیتن لوله بتن‌پاش (نازل nozzle) و سطح كار حدوداً یك متر است. مقدار ریخت و پاش ، شدیداً تحت تأثیر این فاصله است.
مقدار ریخت و پاش به زاویه لوله پخش نسبت به افق نیز بستگی دارد.
هنگام بتن پاشی، چه از طریق دستی و چه از طریق ربات و دستگاه خودكار، باید لوله بتن پاش در مسیر مشخص بحركت درآید. اگر این عمل درست انجام نشود، بتن پاشی بصورت یكنواخت و با ضخامت یكسان انجام نخواهد شد. وقتی كه از نازل دستی استفاده می‌كنید، توصیه می‌شود كه بتن پاشی در امتداد حلقه‌های دایره‌ای یا بیضی شكلی كه روی هم را می‌پوشانند انجام پذیرد.
هنگامی كه بتن پاشی روی توری‌های جوش شده انجام می‌شود، باید دقت كرد كه در پشت سیم‌ها حفره خالی تشكیل نشود، یك روش برای غلبه بر این كار نزدیك‌تر كردن لوله پخش به سطح كار است. روش دیگر كه خصوصاً وقتی از دستگاه خودكار (ربات) برای بتن پاشی استفاده می‌شود موفقیت‌آمیز است، تغییر زاویه لوله پخش نسبت به سطح كار است. این امر از تشكیل حباب بعلت رانده شدن بتن به پشت سیم‌ها جلوگیری می‌كند.
ضخامت لایه شاتكریت عموماً توسط حجم مصالح مصرف شده و با اضافه كردن ضریب مربوط به ریخت و پاش تعیین می‌شود. وقتی كه بتن پاشی روی سطوح خیلی نامنظم انجام می‌شود، تقریباً غیر ممكن است كه به یك ضخامت یكنواخت دست یافت و ممكن است لازم باشد شاتكریت بیشتری از آنچه طرح و محاسبه شده مصرف كرد تا مطمئن شود كه تمام سطح سنگ پوشیده شده است. وقتی كه تور سیمی جوش شده به سطح سنگ اضافه می‌شود، می‌توان از آن بعنوان شاخص و وسیله اندازه‌گیری ضخامت شاتكریت استفاده كرد.
همچنین اگر از سنگ دوز در سیستم حائل سازه استفاده شده است می‌توان انتهای میله‌های سنگ‌دوز را روی سطح كار باقی گذاشت تا از آنها بعنوان شاخص اندازه‌گیری ضخامت شاتكریت استفاده كرد.
پاره‌ای از طراحان تأكید می‌كنند كه باید میخ‌های كوتاه فولادی با طول موردنیاز در فواصل مختلف به سطح سنگ متصل شود تا توسط آنها ضخامت شاتكریت را اندازه گرفت. این كار در عمل، بعلت گرانی اجرای آن و نیز خطراتی كه از نصب میخ‌ها قبل از اجرای شاتكریت ممكن است حادث شود، بندرت انجام می‌شود.
در اجرای شاتكریت موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد.
- قبل ازاجرای شاتكریت برداشت زمین شناسی و مقایسه با زمین شناسی طرح باید انجام گیرد تا در صورت تغییر در ساختار زمین، اصلاحات لازم روی تركیب نگهداری اعمال شود.
- سطح سنگ باید قبل از اجرای شاتكریت لق گیری و از آلودگی‌ها تمیز شود در مواردی كه آب برای ساختار زمین مشكل آفرین نباشد، شستشوی سطح حفاری با آب توصیه می‌شود این عمل علاوه بر تمیز نمودن سطح باعث جلوگیری از جذب آب شاتكریت توسط سنگ و در نتیجه تغییر نسبت آب به سیمان می‌شود.
- اجرای شاتكریت از پائین ترین نقطه شروع و به بالاترین نقطه ختم می‌شود این عمل برای جلوگیری از احتمال تركیب شاتكریت با پس ریز توصیه می‌شود.
- نازل همواره باید عمود بر سطح باشد در زوایای غیر عمودی علاوه بر پس ریز بیشتر، بتن با دانسیته كمتر و كیفیت ضعیف تری حاصل خواهد شد.
اجزاء تشكیل دهنده شاتكریت
سنگدانه
سنگدانه‌های مصرفی در شاتكریت باید بر اساس استانداردهای جهانی (معمولاً ASTM ) دارای كیفیت مناسب و از نظر دانه بندی در رده بندی تعیین شده باشد تا هدف‌های مورد نظر یعنی تراكم مناسب، جرم مخصوص، نفوذ ناپذیری و مقاومت فشاری لازم را تامین نماید همچنین دانه بندی پارامتر موثر در تعیین میزان پس ریز است.
توصیه می‌شود كه حداكثر قطر دانه‌های سنگی نباید از یک سوم قطر لوله‌ها و شیلنگ‌های انتقال در باریكترین قسمت‌ها تجاوز كند.
اگر چه مصالح شكسته كه عموماً دارای ابعاد مناسبتر و گوشه‌های تیزتری است موجب چسبندگی و تراكم بهتر است اما مصالح طبیعی به علت گرد گوشه بودن قابلیت پمپاژ بهتری داشته و فرسایش قطعات و دستگاه‌ها كاهش می‌یابد.
سیمان
برای ساختن شاتكریت می‌توان از انواع مختلف سیمان استفاده نمود اما نوع سیمان باید به گونه‌ای انتخاب شود كه با شرایط محیط و اهداف تحكیم سازگار باشد.
آب
آبی كه برای ساختن شاتكریت مورد استفاده قرار می‌گیرد باید استانداردها و مشخصات آب آشامیدنی را دارا باشد.
نسبت آب به سیمان نیز در مقاومت شاتكریت همانند بتن نقش بسیار مهمی را به عهده دارد نسبت بهینه در شاتكریت خشك بین ۰/۳ تا ۰/۵و در شاتكریت تر بین ۰/۴ تا ۰/۶ توصیه شده است.
زودگیر كننده‌ها
استفاده از زودگیر كننده‌ها به منظور بالابردن مقاومت اولیه شاتكریت جهت پایداری ساختارهای سسست زمین و حفاظت از كارگران و حتی كاهش پس ریز شاتكریت رایج شده است.
از جمله زودگیركننده‌های متداول در شاتكریت كلرید كلسیم، كربنات سدیم، آلومینات سدیم و هیدروكسید كلسیم است كه بر اساس توصیه‌های شركت سازنده معمولاً ۲ تا ۶ درصد وزن سیمان مصرفی است. بدیهی است كه با توجه به اثر منفی زودگیر كننده‌ها بر مقاومت دراز مدت شاتكریت، استفاده كمتر و محدود این نوع مواد توصیه می‌شود.
از دیگر موارد استفاده از زودگیر كننده در تونل‌های در معرض نفوذ آب است به عنوان مثال در تونل زهكشی شهر مكزیكو سیتی هنگامی كه جریان آب حدود ۳۴۰۰ لیتر در دقیقه از جداره‌ها وارد تونل می‌شد با استفاده از شاتكریت و مقدار مناسب زودگیر كننده و نصب لوله‌های زهكش در داخل شاتكریت مشكل به طور كامل حل شد.
از خواص مثبت زود گیر كننده‌ها می‌توان به امكان اجرای شاتكریت در ضخامت‌های بالاتر در یك مرحله اشاره كرد.
به هر حال باتوجه به امكان ناسازگاری این نوع افزودنی با بعضی از انواع سیمان، توصیه می‌شود قبل از استفاده اجرایی، حتماً نمونه‌های آزمایشگاهی تهیه و مورد آزمایش قرار گیرند.
بررسی‌ها نشان داده است كه با استفاده از زودگیر كننده‌ها، گیرش اولیه سیمان پس از ۳ دقیقه و گیرش نهایی پس از ۱۲ دقیقه حاصل شده است كه این مدت زمان می‌تواند در مواقع حساس بسییار كارساز باشد.
تركیب مواد تشكیل دهنده
اگر چه تركیب اجزای شاتكریت، در مورد هر پروژه باید به عنوان یك مسئله جدید بررسی و بهترین تركیب انتخاب شود اما تركیب وزنی متوسط شاتكریت‌های معمولی را می‌توان به شرح زیر به عنوان یك معیار اولیه در نظر گرفت.
سیمان: ۱۵ تا ۲۰ درصد
سنگدانه های درشت : ۳۰ تا ۴۰ درصد
ماسه : ۴۰ تا ۵۰ درصد
نسبت آب به سیمان : ۰/۳ تا ۰/۶ بسته به نوع شاتكریت تر یا خشك
واضح است كه تركیبات مختلف مصالح، مشخصات نهایی متفاوت را به دست خواهد داد.
نقش شاتكریت در پایدار سازی سنگ
بتنی كه با سرعت بین ۲۰ تا ۱۰۰ متر بر ثانیه (بستگی به روش و نوع دستگاه‌ها) روی سطح پاشیده می‌شود داخل ترك‌ها و درزه‌ها را پر كرده و با مقاومت حدود سه مگاپاسكال به سطح سنگ می‌چسبد این بتن علاوه بر افزایش مقاومت توده سنگ، تشكیل یك آرك بتنی مقاوم و نسبتاً باربر را می‌دهد كه می‌تواند در مقال بارهای ناشی از ریزش موضعی سنگ جلوگیری نماید. تجارب نشان داده است حتی یك لایه شاتكریت به ضخامت سه سانتیمتر اثرات بسیاری بر روی مقاومت جداره‌ها بر جای می‌گذارد كه در اثر عملكرد هماهنگ سنگ و شاتكریت است با این همه هنوز تمام ابعاد فرآیند اثر شاتكریت بر سنگ به درستی شناخته نشده و موضوع تحقیق و بررسی محققین است.
مطالب مرتبط: