شاتکریت چیست؟ و نحوه ی اجرای آن

شاتکریت یک روش ساخت و ساز نوین است که در سال‌های اخیر به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته است. این روش، امکان ساخت سازه‌های بتنی با سرعت بالا، کارایی بالا و هزینه‌های کمتر را فراهم می‌کند. در این مقاله از پورتال جامع مهندسین ایران، به بررسی مفهوم شاتکریت و نحوه اجرای آن خواهیم پرداخت.

شاتکریت چیست؟

شاتکریت یک واژه جامع است که به هر دو نوع تر و خشک اشاره می‌کند. شاتکریت تر و شاتکریت خشک در شرایط خاصی در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. به عنوان مثال در صنعت ساخت استخر ها، شاتکریت به معنای شاتکریت تر و گونیت به معنای شاتکریت خشک استفاده می‌شود.

در فرآیند اجرا، بتن به طور همزمان با قرار گرفتن در سطح مورد نظر، تراکم و فشرده می‌شود. این امر به واسطه استفاده از نازل‌های فشار قوی صورت می‌گیرد. شاتکریت می‌تواند در هر نوع سطحی با هر شکل و مساحتی استفاده شود.

شاتکریت به عنوان روش ساختمانی در سال ۱۹۰۷ معرفی شد و در سال ۱۹۱۴ برای اولین بار به کار گرفته شد. یکی از مزیت‌های بتن شاتکریت نسبت به بتن معمولی این است که برای پاشش بتن، تنها به یک سطح نیاز داریم و نیازی به قالب‌بندی نداریم.

در عملیات شاتکریت، بسته به زمان اضافه کردن آب به مخلوط، دو حالت خشک و تر وجود دارد.

شاتکریت مخلوط خشک

شاتکریت مخلوط خشک یکی از حالت‌های شاتکریت است که در آن، مصالح سنگی و سیمان به صورت خشک در مخلوط‌ساز ترکیب می‌شوند. در این روش، مصالح سنگی و سیمان به یک سمت تزریق می‌شوند و از سمت دیگر با استفاده از کمپرسور هوا و پمپ آب، آب به مخلوط اضافه می‌شود و سپس ترکیب می‌شوند. سپس این مخلوط به وسیله نازل به سطح کار پاشیده می‌شود.

استفاده از شاتکریت مخلوط خشک عمدتاً برای روکش‌ها و همچنین کارهای تعمیراتی با ضخامت کمتر از ۱۰ سانتی‌متر استفاده می‌شود. با این حال، بدلیل عدم استفاده از سنگدانه‌های دشت در این روش، بتن تولید شده مقاومت فشاری بالایی نخواهد داشت.

یکی از مشکلات ممکن در شاتکریت مخلوط خشک این است که زمانی که آب به مخلوط اضافه می‌شود، ممکن است به همه دانه‌ها و مخلوط نرسد و در نتیجه عملیات هیدراته شدن به درستی انجام نشود. به علاوه، به دلیل عدم چسبندگی بتن به سطح مورد نظر، بخشی از بتن ممکن است به طور ناخواسته از دست برود.

شاتکریت مخلوط تر

در روش شاتکریت مخلوط تر، بتن نهایی با استفاده از نیروی باد از سر نازل پاشیده می‌شود. این روش معمولاً در بتن‌ پاشی استفاده می‌شود، اما محدودیت‌هایی در اندازه سنگدانه‌ها وجود دارد. به‌طور کلی، در انگلستان، حداکثر اندازه سنگدانه‌ها برای بتن‌پاشی ۱۰ میلی‌متر است. به عبارت دیگر، اگر حداکثر اندازه سنگدانه‌ها از یک سانتی‌متر کوچکتر باشد، از عملیات بتن‌پاشی استفاده می‌شود و بتن را گانایت می‌نامند. اما اگر اندازه سنگدانه‌ها بزرگتر باشد، از روش شاتکریت استفاده می‌شود و آن را شاتکریت گویند.

 

تفاوت میان شاتکریت و بتن

تفاوت اصلی بین بتن و شاتکریت در واقع در روش اجرای آنها است. در بتن، مخلوط آماده‌ای که قبلاً تهیه شده است، در یک محفظه قرار دارد و سپس تخلیه شده و در سطح مورد نظر قرار می‌گیرد. در ادامه، برای شکل گرفتن بتن، اعمال لرزش‌های مستمر یا فشردگی لازم است.

در مقابل، در شاتکریت نیازی به فرآیندهای شکل‌دهی مانند لرزش نیست. این به این معنی است که شاتکریت قابلیت بسیار بیشتری در انجام طراحی‌ها و کاربردهای انعطاف‌پذیر دارد نسبت به بتن معمولی. همچنین، استفاده از شاتکریت در بیشتر موارد می‌تواند زمان و هزینه‌ها را صرفه‌جویی کند.

بنابراین، شاتکریت با توجه به روش اجرای آن، به عنوان یک جایگزین مناسب برای بتن معمولی در طراحی‌های پیچیده‌تر و نیازمند انعطاف‌پذیری بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند به طور کلی زمان و هزینه‌های ساخت را کاهش دهد.

مزایا و معایب شاتکریت خشک

شاتکریت مخلوط خشک با توجه به ترکیب مخلوط و نحوه اجرا دارای یک سری نقاط قوت و ضعف است که در زیر به آن‌ها اشاره شده است:

مزایا شاتکریت مخلوط خشک

• امکان کنترل مقدار آب وارد شده به بتن وجود دارد.
• کاربرد بهتر در سطوح قائم و هوایی (سقفی) به دلیل کنترل بهتر بر مقدار آب.
• کاربرد بهتر در عملیات‌های تعمیر که نیاز به توقف‌های مکرر بتن پاشی است.

معایب شاتکریت مخلوط خشک

• به دلایل مختلفی از جمله خطای انسانی، ممکن است آب کافی به مواد خشک نرسد و به اصطلاح فرآیند هیدراته شدن کامل رخ ندهد.
• گرد و غبار ناشی از خروج مواد خشک از نازل زیاد است.
• ضایعات و پرت کار به دلیل نچسبیدن بتن و ملات در اثر هیدراته شدن ناقص زیاد است.

مزایا و معایب شاتکریت تر

شاتکریت مخلوط تر هم مانند مورد بالا دارای نقاط قوت و ضعف است که در ادامه به آن پرداخته ایم:

مزایا شاتکریت مخلوط تر

• مقاومت فشاری که به دست‌ می‌دهد نسبت به نوع خشک بسیار بالاتر است.
• اجرای بتن با ضخامت زیاد (۲۰ تا ۵۰ سانتی‌متر) تنها در یک مرحله.
• اغلب اوقات در اجرای آن، نیازی به قالب‌بندی وجود ندارد که این موضوع موجب کاهش هزینه و زمان عملیات‌ می‌شود.
• اجرای سازه‌های با اشکال پیچیده مانند استخر‌ها به سادگی ممکن است.
• کاربرد بسیار خوب در تثبیت دیواره‌های سست از طریق اجرای آن همراه با یک شبکه مش بندی.
• چسبندگی میان بتن و میلگرد‌ ها بهتر است.
• درجه نفوذپذیری کمتری نسبت به آب و رطوبت دارد.

معایب شاتکریت مخلوط تر

• فرد اجرا کننده کنترلی بر مقدار آب بتن یا ملات ندارد.
• امکان وقفه در کار به دلیل سفت شدن بتن کم است.
• امکان اجرای آن در سطوح هوایی کم است.

ترکیب شاتکریت

ماسه، گراول، سیمان، آب، مواد افزودنی ریز دانه و مواد افزودنی شیمایی از مهم‌ترین سازنده‌های بتن است که در ادامه به آن‌ها پرداخته شده است.

ماسه و گراول تقریباً تشکیل دهنده ۷۵ درصد از وزن و ۶۵ درصد از حجم شاتکریت هستند. ترکیب زمین‌شناسی شاتکریت تأثیر بالقوه‌ای بر ویژگی‌های کاربرد پذیری و سفت شدگی بتن دارد. نسبت آب به سیمان تاثیر مهمی در ماندگاری و مقاومت بتن دارد. این نسبت به طور معمول بین ۰/۴ تا ۰/۵ است.

مواد افزودنی ریز دانه شامل خاکستر، خاکستر بادی و دوده سیلیس‌ می‌شود و به منظور امکان پذیر کردن کاربری‌های مختلف مورد استفاده قرار‌ می‌گیرند که در زیر به مواردی از آن اشاره شده است.

• برقراری تعامل میان مواد ریز دانه و درشت دانه.
• بهبود ویژگی‌های ماندگاری و مقاومت.
• افزایش ظرفیت نگهداری آب.
• کاهش فشار لازم برای پمپ کردن در طول اجرا.

مواد افزودنی شیمیایی هم شامل اکسلتور یا شتاب دهنده، نرم‌کننده‌ها، بازدارنده‌ها یا کند کننده‌ها و تثبیت‌کننده‌ها‌ می‌شوند. شتاب‌دهنده‌ها در واقع فرایند سفت و سخت شدن بتن و ایجاد مقاومت اولیه در بتن را تسریع‌ می‌بخشند. بر خلاف دیگر افزودنی‌ها، شتاب دهنده‌ها دقیقاً قبل از اجرا به آن اضافه‌ می‌شوند. نرم کننده‌ها یا روان‌سازها موجب افزایش سیالیت بدون کاهش مقاومت‌ می‌شوند. بازدارنده‌ها هم در واقع فرایند هیدراته شدن را کنترل‌ می‌کنند. تثبیت کننده‌ها هم موجب افزایش چسبندگی میان ذرات‌ می‌شوند.

مشخصات بتن های پاشیدنی (شاتکریت)

1. ماسه مصرفی می تواند تیزگوشه یا گرد گوشه باشد.
2. نسبت آب به سیمان برای این نوع بتن چیزی در حدود ۰.۵ تا ۰.۳۵ می باشد.
3. همانطور که بالاتر هم گفته شد حداکثر اندازه سنگدانه های مصرفی ۲۰ میلی متر است.
4. نسبت های اختلاط؛ در حدود یک قسمت سیمان و ۴.۵ – ۴ قسمت سنگدانه خشک غیر متراکم می باشد.

عوامل موثر در انتخاب روش شاتکریت

1. میزان پرت و دور ریز
2. هزینه های اجرایی
3. محل اجرای عملیات
4. مهارت و توانایی اپراتور
5. دسترسی به تجهیزات و وسایل
6. مقاومت و پایداری در مقابل هوازدگی

مراحل اجرای شاتکریت

اجرای شاتکریت در چند مرحله زیر خلاصه می‌شود:

۱. نصب شبکه‌ی آرماتوری: در ابتدا، شبکه‌ای از میلگردهای افقی و قائم نصب می‌شود و به دیوار یا سطح مورد نظر متصل می‌شود. قبل از نصب، سطح دیوار باید از هر گونه پوشش (مانند گچ یا گچ خاک) به طور کامل پاک شود. سپس سوراخ‌هایی در دیوار ایجاد می‌شوند که فواصل آنها از قبل مشخص شده است. آرماتورها در داخل سوراخ‌ها قرار داده می‌شوند و با استفاده از چسب‌های اپوکسی، به آنها ثابت می‌شوند. در نهایت، نوارهای افقی و قائم از میلگردها به آرماتورها متصل می‌شوند تا محکمیت بیشتری به سازه ببخشند.

۲. عملیات پاشش شاتکریت: در این مرحله، شاتکریت به صورت تر یا خشک پاشیده می‌شود. هنگام پاشش، باید دقت شود که شبکه‌بندی آرماتوری کاملاً تحت بتن قرار گیرد تا به خوبی محافظت شود. ضخامت شاتکریت نیز باید حداقل ۸ سانتیمتر باشد.

۳. اتصال شبکه آرماتور به فونداسیون: در مرحله آخر، شبکه آرماتوری به فونداسیون متصل می‌شود تا نیروهای وارد شده به دیوار را کنترل و انتقال دهد. این اتصال می‌تواند با استفاده از اتصالات مکانیکی یا جوش صورت گیرد.

با انجام این مراحل، اجرای شاتکریت به پایان می‌رسد و سازه‌ای با خواص مکانیکی و مقاومت بالا به دست می‌آید.

۶ مورد از نکات ایمنی و مسائل محیط زیست اجرای شاتکریت

۱- در محیطهایی که احتمال انفجار در اثر جرقه وجود دارد، باید به خطر تولید جرقه در لوله های فلزی شاتکریت (روش خشک) توجه نمود. در این موارد هدایت الکتریسته ساکن ایجاد شده به زمین به کمک زنجیر اتصال ضروری است.

۲- به دلیل سرعت بالای سنگدانه های پس زده شده از سطح کار که می تواند به حدود ۱۰۰km/h نیز برسد، باید مراقب چشم و سایر اجزاء بدن خویش در هنگام کار با شاتکریت بود.

۳- سیمان پخش شده در محیط می تواند به جراحات پوستی بیانجامد. از این رو پوشیدن لباسهای یکپارچه بسیار مفید می باشد.

۴- محیط قلیایی شدید ایجاد شده در کارگاههای شاتکریت می تواند به ضایعات ریوی شدیدی بیانجامد. از این رو استفاده از ماسکهای مناسب ضروری به نظر می رسد.

۵- استفاده از عینک (خصوصا عینکهای دارای آب پاش و برف پاک کن) برای اپراتور شاتکریت ضروری است.

۶- شیرابه های جاری شده در محل کارگاه شاتکریت را نباید مستقیما وارد محیط زیست نمود. ترکیب این شیرابه ها با آب آهک و زاج سفید قبل از انتقال آنها به محیط زیست ضروری است.