نقش دستگاه شاتکریت در بهبود کیفیت و دوام سازه‌ها

نقش دستگاه شاتکریت در بهبود کیفیت و دوام سازه‌ها. می توان گفت شاتکریت در ساخت و ساز مانند یک ابزار جادویی است که به سازندگان کمک می کند تا مانند قلعه شنی شما سازه های قوی و بادوام ایجاد کنند. شاتکریت روشی خاص برای اجرای بتن است. به جای استفاده از روش سنتی که در آن بتن مخلوط می شود و سپس در قالب ها ریخته می شود، شاتکریت مانند یک نسخه ابرقهرمانی از بتن است که می تواند روی سطوح پاشیده یا شلیک شود.

معرفی شاتکریت

اصطلاح “شاتکریت” هم به مواد و هم به روش ساخت اشاره دارد. این ماده یک بتن یا ملات با مقاومت بالا است که در دستگاه شاتکریت می شود. روش استفاده از این ماده در محل است. به بیان دقیق، شاتکریت یک روش تعمیر یا تقویت برای ساختمان های موجود نیست. روشی برای جاگذاری و متراکم کردن بتن است و به غیر از مقاوم سازی کاربردهای متعددی دارد. برای تعمیر سطوح سرریز یا سازه های دریایی که ممکن است در اثر حفره، فرسایش سایش، خوردگی آرماتور یا زوال بتن در زیر زمین آسیب ببینند. با این حال، با توجه به محدودیت‌هایی که در ساختمان‌های موجود توسط اجزای سازه‌ای و غیرسازه‌ای اعمال می‌شود، بتن ریخته‌شده در محل در اکثر موارد سخت، پرهزینه و یا کاملاً غیرممکن است که بتن ریزی انجام شود، که بتن ریزی را به رایج‌ترین روش اجرای بتن تبدیل می‌کند. در کاربردهای تعمیر و مقاوم سازی در واقع، استفاده از شاتکریت در ساخت بسیار رایج است که این دو اصطلاح اغلب به شکل قابل تعویض در کاربردهای تقویتی استفاده می شوند.

نقش دستگاه شاتکریت در بهبود کیفیت و دوام سازه‌ها

شاتکریت توسط ماشین هایی به نام دستگاه شاتکریت برای مخلوط کردن بتن با آب استفاده می‌شودد و آن را روی دیوارها، سقف‌ها یا هر سطحی که نیاز به استحکام فوق‌العاده دارد می‌اندازند.
یکی از چیزهای خارق العاده در مورد شاتکریت این است که می تواند به خوبی به سطوح بچسبد. مانند استفاده از یک چسب قوی برای اطمینان از اینکه بتن در جای خود باقی می ماند و یک پیوند محکم با سازه ایجاد می کند. این باعث می شود شاتکریت برای ایجاد دیوارهای محکم، تونل ها یا حتی کناره های استخرهای شنا عالی باشد. شاتکریت مانند داشتن یک دستگاه جادویی است که می‌تواند به سرعت و کارآمد مناطق وسیعی را با بتن بپوشاند. سازندگان می توانند از شاتکریت برای شکل دهی و تقویت سازه ها در زمان کمتری نسبت به روش های سنتی استفاده کنند.
شاتکریت همچنین برای پروژه هایی که دسترسی به نقاط خاصی دشوار است بسیار عالی است. شاتکریت را می توان از فاصله دور پاشید و به مکان هایی رسید که دسترسی به آنها با روش های دیگر ممکن است چالش برانگیز باشد. مثل داشتن یک ابرقدرت برای ساختن در فضاهای تنگ و صعب العبور است.
از آنجا که شاتکریت با نیرو اعمال می شود، به خوبی فشرده می شود و واقعاً قوی می شود. این باعث می شود که آن را برای ساخت سازه هایی که نیاز به مقاومت در برابر نیروهای طبیعی مانند بادهای شدید یا حتی زلزله دارند، انتخابی فوق العاده باشد.

دوام شاتکریت در تونل منطقه سرد

بهبود دوام شاتکریت در مناطق سرد، شامل تغییرات ریزساختار شاتکریت ناشی از چرخه‌های انجماد و ذوب، عوامل مؤثر اصلی است. دوام یخبندان، چهار مرحله آسیب یخ زدگی شاتکریت و روشهای اولیه مورد استفاده برای بهبود دوام شاتکریت در برابر سرما. هنگامی که تونل به تدریج در مناطق سرد گسترش می یابد، دمای داخلی می تواند بیشتر از دمای بیرونی یک تونل باشد و سرعت باد در داخل یک تونل کمتر از بیرون است. اینها باعث می شوند بتن تونل منطقه سرد مستعد آسیب شود، از جمله نشت پوشش، یخ آویزان، یا سایر آسیب های سرمازدگی.

با تغییر دما، شاتکریت مستقیماً در معرض جریان هوای بیرون قرار می گیرد یا در محدوده پوششی کم عمق قرار می گیرد. هنگامی که این اتفاق می افتد، شاتکریت تحت تأثیر دمای هوای سرد قرار می گیرد. آب حفره ای در شاتکریت تحت تغییرات دما یخ زده و ذوب می شود که منجر به آسیب های ریز، یخ زدگی، تکه تکه شدن و ناپایداری در مواد می شود. تغییر دما منجر به خطرات پنهان در عملیات تونل و همچنین ضعیف شدن تونل در زمستان می شود. این امر باعث اتلاف عظیم منابع و ضررهای اقتصادی می شود. بر اساس تئوری مکانیک آسیب، ناپایداری نهایی شاتکریت عمدتاً تحت تأثیر تشکیل ترک‌ها در طول چرخه‌های انجماد و ذوب است. آسیب یخ زدگی عامل اصلی است که بر دوام سازه های شاتکریت در مناطق سرد تأثیر می گذارد.

عوامل اصلی موثر بر مقاومت شاتکریت در برابر سرما

روش یخ زدگی با پدیده یخ زدگی و تغییر ریزساختار که در حین انجماد و ذوب رخ می دهد ترکیب می شود و منجر به آسیب یخ زدگی به تونل منطقه سرد می شود. داده های آماری علل خسارت سرمازدگی در تونل ها در جدول 1 نشان داده شده است. سه عامل اصلی آسیب انجماد و ذوب شاتکریت، دما، هیدرولوژیکی و وضعیت منفذی ساختار داخلی شاتکریت. دما عامل مهمی است برای آسیبی که رخ می دهد. دوام شاتکریت در ساخت تونل در مناطق سردسیر باید به منظور بهبود پایداری و ایمنی بهبود یابد. عوامل اصلی که بر مقاومت شاتکریت در برابر سرما تأثیر می‌گذارند، شرایط دما، شرایط هیدرولوژیکی و وضعیت منفذی شاتکریت است. تغییر حالت منافذ شاتکریت باید اولین عاملی باشد که به دلیل امکان سنجی و کاربرد اقتصادی مورد توجه قرار می گیرد.

مخلوط خشک در مقابل شاتکریت مخلوط مرطوب

شاتکریت را می توان در دو نوع مخلوط مرطوب و مخلوط خشک استفاده کرد. ویژگی متمایز این است که آیا آبی که برای هیدراتاسیون مخلوط مورد نیاز است، بلافاصله قبل از تخلیه به سطح دریافت کننده (مخلوط خشک)، یا قبل از آن، در حین ایجاد مخلوط (مخلوط مرطوب) در نازل تزریق می شود. . شاتکریت معمولاً یک اصطلاح همه جانبه برای هر دو نسخه است.

روش مخلوط خشک شامل مخلوط کردن مواد در شرایط خشک، قرار دادن آنها در یک قیف یا کیسه و سپس انتقال آنها به صورت پنوماتیک با جریان مداوم از طریق یک شلنگ به نازل است. مخلوط سیمان و سنگدانه در محل تهیه می شود و آب لازم برای هیدراتاسیون سیمان توسط نازلمن که اضافه کردن آب را کنترل می کند به نازل تزریق می شود. آب و مخلوط خشک اغلب به طور کامل در نازل مخلوط نمی شوند، اما با برخورد مخلوط به سطح دریافت کننده، هیدراتاسیون کامل می شود. این فرآیند به یک نازل ماهر به ویژه در مورد مقاطع ضخیم یا به شدت تقویت شده نیاز دارد.

شاتکریت مخلوط مرطوب شامل پمپاژ یک بتن از قبل آماده شده، معمولاً بتن آماده، به نازل است. مواد سیمانی، سنگدانه ها، آب و مواد افزودنی، همانطور که برای بتن معمولی انجام می شود. هوای فشرده به نازل وارد می شود تا مخلوط را روی سطح دریافت کننده فشار دهد. فرآیند مرطوب معمولاً در مقایسه با فرآیند اختلاط خشک، ضایعات و گرد و غبار کمتری تولید می کند. در زیر لیستی از معمول ترین تفاوت های بین دو نوع بتن آورده شده است:

• شاتکریت با مخلوط خشک با سرعت بسیار کمتری نسبت به مخلوط مرطوب اعمال می شود و نرخ تولید دومی به طور قابل توجهی بالاتر است. اگرچه نرخ تولید به شدت به شرایط درجا (موانع، تقویت، برگشت) بستگی دارد، حداکثر بهره وری مخلوط مرطوب می تواند تا 4-5 متر مکعب در ساعت باشد، در حالی که مخلوط خشک کمتر از 1 متر مکعب است.
• با مخلوط خشک، استفاده متناوب به راحتی امکان پذیر است، زیرا مواد خشک به راحتی از شیلنگ تخلیه می شود. برعکس، مخلوط مرطوب برای کاربردهای مداوم مناسب تر است.
• هزینه تجهیزات و نگهداری برای مخلوط خشک معمولاً کمتر از هزینه های مربوط به مخلوط مرطوب است. از آنجایی که مخلوط خشکی که از طریق شیلنگ منتقل می شود سبک تر از مخلوط مرطوب است، طول شلنگ طولانی تر با مخلوط خشک امکان پذیر است.
•  درصد برگشت به طور کلی با مخلوط خشک بیشتر است، هنگامی که مخلوط خشک به درستی تناسب و اعمال شود، چسبندگی بهتر و استحکام بالاتری نسبت به مخلوط مرطوب دارد، که امکان قرارگیری موثرتر در کاربردهای سربار و عمودی بدون استفاده از شتاب‌دهنده‌ها را فراهم می‌کند.
•  استفاده از مخلوط مرطوب به طور کلی آسان تر است. مواد سیمانی و سنگدانه ها قبل از استفاده از شاتکریت با آب و مواد افزودنی مخلوط می شوند و نازلمن لازم نیست مانند حالت مخلوط خشک ماهر باشد.
• مخلوط مرطوب را می توان با تمام افزودنی های معمولی بتن معمولی استفاده کرد، در حالی که فقط شتاب دهنده ها را می توان در مخلوط های خشک اضافه کرد. استفاده از افزودنی های حباب هوا در شاتکریت فقط در مخلوط مرطوب عملی است و مقاومت مخلوط خشک در برابر یخ زدگی و ذوب ضعیف است.

تفاوت در هزینه تجهیزات، نیازهای تعمیر و نگهداری، ویژگی های عملیاتی، ویژگی های قرارگیری و بهره وری ممکن است یکی از این دو گزینه را برای یک برنامه خاص جذاب تر کند. فرآیند اختلاط خشک در کاربردهای تعمیر و مقاوم سازی بسیار رایج است، جایی که لازم است مکررا متوقف شود و به طور کلی بهره وری بیشتر مخلوط مرطوب مورد نیاز نیست. برعکس، فرآیند اختلاط مرطوب در کارهای زیرزمینی، که در آن مناطق بزرگتر بدون مانع وجود دارد، رایج تر است و کاربرد مداوم آن امکان پذیر است.

مزایا و معایب استفاده از شاتکریت

مزایا و معایب شاتکریت را می‌توان به‌جای بتن معمولی به دلایل راحتی یا به‌تدریج استفاده کرد. شاتکریت در شرایطی سودمند است که قالب بندی به دلیل دسترسی محدود به محل کار، هزینه زیادی، غیرعملی یا کاملاً غیرممکن است. می توان لایه های بسیار نازکی از شاتکریت به دست آورد، به طور قابل توجهی نازک تر از روش های معمولی ریخته گری که حداقل 10-12 سانتی متر ضخامت در صورت وجود آرماتور نیاز دارند. این امر شاتکریت را برای دیوارهای بتن مسلح ایده آل می کند.

در مقاوم سازی، شاتکریت به دلیل تطبیق پذیری شکل آن به یک ماده حیاتی تبدیل شده است که کاربرد بتن را در مناطقی با دسترسی دشوار یا کاملاً غیرقابل دسترس برای بتن ریخته شده امکان پذیر می کند، به عنوان مثال. ستون های زیر طبقات که در حال استفاده هستند و نمی توانند آسیب ببینند. به طور همزمان قرار می گیرد، یکپارچه می شود و فشرده می شود و اندازه کوچک مصالح به بهبود کیفیت و مدیریت کمک می کند. به سطوح می‌چسبد و انقباض و نفوذپذیری کمتری دارد.

شاتکریت معمولاً نسبت به بتن معمولی استحکام باند بسیار بالاتری را به مصالح موجود می دهد. با این حال، شاتکریت معمولاً گران‌تر از بتن سنتی ریخته‌گری شده در محل است، به‌ویژه در کشورهایی که هزینه‌های نیروی کار افزایش یافته است. علاوه بر این، در مورد روش اختلاط خشک، بتن در یک محیط صنعتی کنترل شده ایجاد نمی‌شود، زیرا هیچ راهی برای اندازه‌گیری دقیق مقدار آبی که در نازل اضافه می‌شود، وجود ندارد و آن را به روشی دقیق با مقدار سیمان در نتیجه، افزایش مهارت و تجربه توسط نازلمن مورد نیاز است، در حالی که نظارت مستمر باید توسط ناظر مورد توجه قرار گیرد تا مخلوط بسیار خشکی نداشته باشد که منجر به ضایعات برگشتی زیاد یا محتوای آب بالا می شود که نتیجه آن می شود. در افتادگی بتن به دلیل این مشکلات، حتی اگر خواص فیزیکی شاتکریت صوتی قابل مقایسه یا برتر از بتن معمولی ریخته‌گری‌شده در محل باشد.

استفاده نادرست از شاتکریت ممکن است به مقاومت‌های غیرقابل قبولی پایین منجر شود. علاوه بر این، تغییرات قابل توجهی بیشتر با توجه به بتن ریخته‌گری شده در محل معمولاً در کیفیت و مقاومت، حتی در همان پروژه یافت می‌شود، و برای دستیابی به کلاس بتن مورد نظر، مقاومت متوسط ​​بزرگ‌تری مورد نیاز است (به دلیلافزایش انحراف معیار).