روش های آزمون و الزامات بتن پاششی

بتن پاششی عبارت است از ملات یا بتنی که به صورت ضربه­ای و در سرعت بالا به سطح پاشیده می­شود. در طی قرن گذشته با رشد همزمان صنعت UGC و بلند مرتبه سازی بتن­های پاششی کاربرد وسیعی یافته‌اند. به عنوان نمونه این روش جایگزین روش‌های سنتی در لاینینگ تونل‌ها شده و از سوی دیگر به عنوان مهمترین گزینه برای پایدارسازی مقاطع حفاری شده به کار گرفته می‌شود. اهمیت این روش تا حدی است که امروزه اجرای یک تونل مدرن بدون استفاده از بتن پاششی غیر قابل تصور می‌باشد.

با توجه به ماهیت بتن پاششی و برخی تفاوت های آن با بتن معمولی، برخی از ویژگی های آن را می‌توان با طراحی آزمون های گوناگونی اندازه گیری نمود.

صفحات آزمون و نمونه ها  :

روش آزمون می‌بایست متناسب با اهداف انجام آزمون (کنترل کیفیت، تحقیقات، طراحی، ویژگی های مد نظر برای اندازه گیری و ....) انتخاب گردد.

نمونه ها بسته به فرایند اجرا و آزمون مد نظر از بتن تازه، سخت شده، مرحله پیش از پاشش، مقاطع پاشیده شده در محل اجرا و یا صفحات برداشته میشود.

تعیین استحکام فشاری و چگالشی:

استحکام فشاری بتن های پاششی مطابق با استاندارد EN12390-3 بر روی آزمونه های مغزه گیری شده صورت می‌گیرد. طبق آیین نامه EFNARC ، تعیین استحکام فشاری بتن پاششی در ساعات اولیه (30 دقیقه تا 12 ساعت) طبق روش آزمون های  زیر انجام میشود :

1-روش نفوذ سوزن: دستگاهی متشکل از یک سوزن 3 میلیمتری به عمق 15 میلی متر در بتن پاششی فشرده و نفوذ می‌کند. با استفاده از این روش می‌توان استحکام فشاری تا یک مگاپاسگال را محاسبه نمود.

2-روش کاشت پیچ: استحکام فشاری بین 1 تا 15 مگاپاسگال با استفاده از روش کاشت پیچ که به درون لایه های بتن پاششی هدایت شده است محاسبه می‌شود. میزان عمق نفوذ با توجه به منحنی کالیبراسیون دستگاه، استحکام فشاری را محاسبه می‌کند.

تعیین استحکام خمشی و پسماند:

با توجه به کاربردهای بتن پاششی، این نوع بتن در مقاطع اجرا شده نیزدر برابر نیروهای خمشی قرار می‌گیرد.

بر اساس آیین نامه EFNARC حداقل 3/2 تیرهای مورد آزمون باید دارای تنش خمشی بیشتر یا برابر با کمترین تنش مشخص شده برای هر رده و کمتر از حداکثر خیز متناسب با ان رده تغیر شکل یاشند و نتیجه ازمون تر سوم نیز نباید از حداقل مجاز برای رده پایینی کمتر شود.

نفوذپذیری:

مکانیزم انتقال در بتن با استفاده از آزمون های جذب مویینه، نفوذ و انتشار اندازه گیری می‌شوند . انتخاب ویژگی و آزمون به آب و هوا، شرایط محیطی، ساختار منافذ، درجه اشباع و عوامل مخرب احتمالی بستگی دارد .

در صورتیکه بتن پاششی در برابر فشار بالای آب مانند سازه های نگهداری آب قرار گیرد، آزمون نفودپذیری در برابر آب و در محیط هایی با فشار پایین (اتمسفر طبیعی) آزمون جذب مویینه بر اساس استاندارد EN13057 استفاده می‌گردد.

مقاومت در برابر یخ زدگی :

استاندارد سوئدی SS17244 آزمون بررسی پوسته شدگی است. در این آزمون سطوح نمونه های بتن پاششی آبند شده با پوشش لاستیکی در تماس با محلول 3درصد NACL قرار گرفته و تا عمق 3 میلیتر پوشیده می‌شود . در یک چرخه 24 ساعته در دامنه دمایی 24-16 و -14 و 20-  قرار گرفته سپس وزن مواد پوسته شده از نمونه و مقاومت در برابر یخ زدگی بر اساس افت وزنی طبقه بندی خواهد شد.

الزامات بتن پاششی:

بتن پاششی (شاتکریت) ترکیبی از سه ماده اصلی سیمان، سنگدانه، آب و مواد افزودنی است. اجزای تشکیل دهنده می‌بایست معیارهای عملکردی و بهداشت و ایمنی را برآورده سازد:

سیمان:  نوع سیمان مورد استفاده در بتن پاششی مطابق با الزامات تعیین شده مقاومت و دوام بتن می‌باشد. میزان سیمان برای عملیات بتن پاششی خشک بین 350 تا 450 کیلوگرم و عملیات بتن پاششی تر بین 400 تا 500 کیلوگرم در هر متر مکعب است.

سیمان در شاتکریت باید به سرعت هر چه تمام تر گیرش خود را آغاز نماید، این امر باعث چسبندگی خوب و مقاومت بالا در سنین اولیه خواهد شد. به طور معمول زمان گیرش اولیه برای سیمان بین 1.5 تا 3.5 ساعت می‌باشد.

در صورت احتمال حمله سولفاتی می‌توان از سیمان هایی با مقدار C3A کم جهت کاهش حمله شیمایی استفاده نمود.

افزونه ها: نوع و مقدار  افزونه ها (رنگدانه ها، خاکستر بادی و سرباره کوره آهن گدازی) در شاتکریت می‌بایست به دقت در آزمون های اولیه ارزیابی و با استانداردهای ملی و آیین نامه ها و مقررات معتبر در محل استفاده از بتن پاششی مطابقت داشته باشند .

سنگدانه ها: سنگدانه ها جز اصلی شاتکریت را تشکیل می‌دهند بنابراین کیفیت سنگدانه ها در ارتباط با عملکرد و کارپذیری بتن تازه و سخت شده، نسبت سنگدانه ها، تمیزی ، درصد رطوبت و دمای سنگدانه ها  از اهمیت بالایی برخوردار است .

افزودنی ها:  افزودنی ها جهت بهبود و یا تغییر در مشخصات بتن به بتن اضافه می‌شوند. طبق استاندارد ملی ایران افزودنی بتن پاششی موادی هستند که پیش و یا در زمان فرایند پاشش به مقدار 5 تا 12 درصد وزن سیمان به مخلوط بتن اضافه می‌شوند.

 -افزودنی زودگیر کننده بتن پاششی که باعث گیرش آنی بتن پاششی می‌گردد.

- افزودنی زودگیر کننده بدون بازی بتن پاششی با مقدار بازی حداکثر 1درصد جرم افزودنی.

- افزودنی کنترل کننده روانی.

 - افزودنی بهبود دهنده پیوند که باعث بهبود پیوند بین لایه های بتن پاششی و سطح بستر می‌گردد.

سازگاری مواد افزودنی شیمیایی ( فوق روتن کننده ها، روان کننده ها، دیرگیر کننده ها،عوامل کنترل کننده هیدراسیون، تیکسوتروپیک و عمل آوری داخلی ) با سیمان ها، مواد چسباننده و شتاب دهنده می‌بایست ا آزمایش در محل تایید شود .

 الیاف:  الیاف در بتن پاششی به منظور کاهش مقدار و فاصله میلگرد گذاری با روش متداول یا به طور کامل حذف آن استفاده می‌شود. الیاف ها از نظر جنس، طول و شکل متفاوت هستند که با توجه به دستورالعمل تامین کننده در محل اختلاط به وسیله یک پخش کننده مناسب به بتن اضافه و مخلوط می‌گردد.

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

-طرح اختلاط شاتکریت و روش های اجرای آن

-مبانی و تاریخچه بتن پاششی (شاتکریت)