مقدمه افزودنی‌های بتن پاششی

بتن پاششی، بتن یا ملاتی است که از طریق یک شلنگ تحت فشار هوا با سرعت زیاد روی سطوح حفاری شده سنگ پاشیده می‌شود. اجرای بتن پاششی به دو روش خشک و تر انجام می‌شود. بتن پاششی باید به وسیله دستگاه پمپ مخصوص و توسط افراد ماهر اجرا شود. از بتن و ملات پاششی معمولابه عنوان قسمتی از سیستم موقت نگهداری و در برخی موارد به عنوان پوشش دائمی استفاده می‌شود. جهت دستیابی به بتن پاششی با کیفیت مناسب رعایت موارد زیر الزامی است:

  • استفاده از شلنگ‌های با طول و قطر مناسب
  • ثابت بودن فشار آب حین بتن پاشی
  • تنظیم سرعت خطوط ماسه، سیمان و آب در نازل به طوریکه که بازگشت مصالح به حداقل برسد.
  • نگهداری نازل به وضیت عمود بر سطح بتن پاشی و حرکت نازل به صورت بیضی‌های همپوش

از جمله کاربردهای رایج بتن پاششی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • پوسته سقف‌ها
  • دیوارهای حائل
  • سازه‌های سیلو
  • سازه‌های زیرزمینی
  • سازه‌های حائل آب
  • به عنوان پوشش محافظ برای سازه‌های فولادی
  • تعمیرات سازه‌های بتنی

انواع روش اجرای بتن پاششی

دو روش برای اجرای بتن پاششی وجود دارد که تفاوت آن‌ها در نحوه‌ی آماده سازی و زمان اضافه کردن آب مخلوط به مخلوط است. این دو رروش در ادامه توضیح داده می‌شود.

روش خشک: در این روش همه مصالح بتن به جز آب، به صورت خشک یا نیمه مرطوب (به منظور کاهش گرد و غبار) با سرعت یکنواخت به داخل قیف ریخته می‌شود که به طور مداوم مخلوط را هم می‌زند. هوای فشرده از طریق یک بشکه دوار یا منبع تغذیه دمیده می‌شود. تا مواد را به صورت یک جریان پیوسته به شلنگ تغذیه انتقال دهد. در برخی از تجهیزات بتن پاششی، انتقال مخلوط سنگدانه و سیمان به شلنگ تغذیه توسط پرخنده‌هایی صورت می‌گیرد. به این ترتیب مصالح تا قسمت نازل تجهیزات بتن پاشی آورده می‌شود. آب نیز از طریق افشانه انتهای شلنگ به این مخلوط اضافه می‌شود. پس از این مرحله بتن پاششی بتا سرعت زیاد بر روی سطح مورد نظر پاشیده می‌شود. بتن پاششی خشک با سنگدانه‌های مناسب و نسبت سنگدانه به سیمان مناسب می‌تواند در نسبت آب به سیمان کم اجرا شود. روش اجرای خشک معمولا برای اجرای بتن پاششی درشت‌دانه در حفاری‌های زیر زمینی به کار می‌رود.

روش تر: در فرایند بتن پاششی تر، همه مصالح بتن شامل آب کاملا با هم مخلوط می‌گردد. ملات یا بتن توسط تجهیزات متحرک یا فشار هوا به محل نازل آورده می‌شود. هوای فشرده در قسمت سر نازل تزریق می‌شود تا سرعت و میزان پرتاب بتن بهبود یابد. عملیات بتن پاشی به روش تر معمولا در سیستم‌های پانلی صورت می‌گیردکه بتن پاششی به دو روش با نازل دستی و پمپ مکانیکی انجام می‌شود.

تفاوت دو روش تر و خشک: در هر دو روش بتن تولید شده برای استفاده در نیازهای معمول بتن مناسب هستند. تفاوت این دو روش در سرمایه مورد نیاز برای تامین و نگهداری تجهیزلت ، موجود بودن سنگدانه‌ی مناسب برا هر روش و ویژگی‌های اجرایی این دو روش می‌باشد. در جدول ۱۰-۳-۱ زیر تفاوت‌های اجرایی دو روش تر و خشک آورده شده است.

افزودنی‌های مورد استفاده در بتن پاششی

دلیل اصلی استفاده از افزودنی‌های شیمیایی در بتن، مسئله بازگشت بتن پاشیده شده از سطح پاشش می‌باشد. برای حل این مشکل باید گیرش بتن تسریع یابد تا بتواند وزن خودش و بار وارده را تحمل کند. به این منظور استفاده از افزودنی‌های شیمیایی در بتن پاششی اجتناب ناپذیر است. افزودنی‌های استفاده شده در بتن پاششی در چهار دسته قرار می‌گیرند [۱و۲]: ۱) مواد حباب‌ساز ۲) کندگیر کننده‌ها ۳) کاهنده آب ۴) ریزپرکننده‌ای خنثی یا مواد ریزدانه با خاصیت واکنش هیدرولیکی ۵) تسریع کننده‌ها.

اگر بتن در معرض چرخه ذوب و یخ قرار داشته باشد، می‌توان از ماده افزودنی حباب‌ساز در بتن‌های پاششی تر استفاده کرد. بر طبق استاندارد ASTM C260 مقدار مصرف در حدود ۴ تا ۶%  پیشنهاد شده است. اما به صورت متداول از ماده افزودنی حباب‌ساز در بتن پاششی خشک استفاده نمی‌شود. مواد افزودنی کاهنده آب سبب افزایش کارپذیری بتن پاششی بدون تغیییر در نسبت آب به سیمان می‌شود. از سوی دیگر در بتن پاششی خشک نباید از این ماده افزودنی استفاده کرد. نحوه استفاده در استاندارد ASTM C1141 بیان شده است. استفاده از کندگیر کننده نیز بر بتن پاششی تر برای کاهش افت کارایی مخلوط به کار می‌رود. دلیل استفاده از افزودنی‌های حباب‌زا، کندگیر کننده‌ها و ریزپر کننده‌های خنثی در بتن‌های پاششی با بتن‌های معمولی یکسال است و به همان دلایل ممکن است در بتن پاششی هم ممکن است استفاده شوند.

 

مقایسه روش انجام بتن پاششی به روش خشک و تر
مقایسه روش انجام بتن پاششی به روش خشک و تر

 

اما اصلی ترین نوع افزودنی شیمیایی به کار رفته در بتن شیمیایی، افزودنی‌های تسریع کننده هستند. بنابراین این فصل تنها به بررسی نوع اول افزودنی‌ها که تسریع کننده‌های قوی هیدراتاسیون سیمان هستند، می‌پردازد. این تسریع کننده‌ها تا حدی متفاوت از نسریع کننده‌های معمولی بوده و سرعت گیرش آن‎‌ها معمولا بسیار سریعتر است. این ویژگی در بتن پاششی ضروری است زیرا گیرش بتن باید به اندازه‌ای سریع باشد که در هنگام پاشیدن بتن بر روی سطح، میزان بازگشت بتن به حداقل یابد. نکته‌ای که در این میان باید مورد توجه قرار گیرد، تفاوت میان تسریع در زمان گیرش و تسریع در روند سخت‌شدگی بتن است. گیرش بتن به فرایندی اطلاق می‌شود که به دلیل انجام واکنش‌های هیدراتاسیون، بتن از حالت خمیری و سیال به وضعیت نیمه جامد تبدیل می‌شود. گیرش بتن، چند دقیقه بعد از اختلاط آغاز شده و حداکثر چند ساعت پس از آن کامل می‌شود. از سوی دیگر، منظور از روند سخت‌شدگی بتن فرایند کسب مقاومت در بتن سخت شده است که پس از گیرش بتن آغاز شده و طول دوره عمر بتن همچنان ادامه دارد. ویزگی اصلی افزودنی مورد استفاده در بتن پاششی، تسریع در فرایند گیرش بتن است. اگرچه معمولا این افزودنی به طور همزمان روند سخت شدگی بتن را نیز تسریع می‌کنند. افزودنی‌های تسریع کننده به کار رفته در بتن پاششی، سبب کاهش مقاومت نهایی و دوام بتن نیز می‌شوند. افزودنی‌هایی که در بتن‌های پاششی خشک و تر استفاده می‌شوند، باید دارای مشخصات زیر باشند [۳]:

  • باعث تسریع گیرش شده به طوری که گیرش اولیه و نهایی به ترتیب بین ۳ و ۱۲ دقیقه رخ دهد.
  • افزایش مقاومت در برابر ریزش و جدا شدن بتن از سطح برای ایجاد قابلیت تشکیل لایه‌های ضخیم
  • کاهش هدر رفتن مصالح در اثر برخورد با سرعت زیاد به سطح پاشش بتن
  • افزایش روند به مقاومت رسیدن بتن به صورتی مه مقاومت‌های در حدود ۵/۳ تا ۷ مگاباسکال به سرعت حاصل شود.
  • حصول مقاومت ۲۸ روزه‌ای که از ۳۰ درصد مقاومت بتن بدون تسریع کننده کمتر نباشد.
بیشتر بخوانید  افزودنی بتن | تمام آن چه راجع به افزودنی های شیمیایی بتن باید بدانید

استاندارد ASTM C1141 مربوط به الزامات افزودنی‌های بتن پاششی ۹ رده افزودنی را برای استفاده در بتن پاششی معرفی کرده است که برحسب تناسب برای روش تر و خشک استفاده می‌گردند. هریک از این افزودنی‌ها نیز در یکی از دو کلاس A  (مایع) و B (غیرمایع) قرار می‌گیرند. این ۹ رده عبارتند از: ۱- افزودنی‌های تسریع کننده معمولی ۲- افزودنی‌های کندگیر کننده ۳-افزودنی‌های پوزولانی ۴- افزودنی‌های آهن متالیک[۱] ۵- افزودنی‌های رنگ دهنده ۶- افزودنی‌های پلیمری آلی ۷- افزودنی‌های کاهنده آب ۸- افزودنی‌های حباب‌ساز ۹- افزودنی‌های با گیرش سریع. تمامی رده‌های ذکر شده قابل استفاده در روش تر استفاده هستند و در روش خشک نیز به غیر از رده‌های ۷ و ۸ بقیه رده‌ها قابل استفاده می‌باشند. جدول ۱۰-۳-۲ استانداردها و محدویت‌های مربوط به در یک از این افزودنی‌ها را بیان می‌کند.

دو عامل بر واکنش‌های انجام شده در روش‌های اجرای بتن پاششی به صورت خشک و تر موثر است [۲]: ۱) طرح اختلاط بتن ۲) شرایط محیط در حین پاشیدن بتن.

عوامل موثر در طرح اختلاط شامل نوع و عیار سیمان، نسبت آب به سیمان، سازگاری سیمان با افزودنی‌ها و حضور سایر افزودنی‌ها می‌باشد. سرعت واکنش در سیمان‌های تیپ ۱ و ۳ نسبت به سیمان‌های تیپ ۴ و ۵، به دلیل مقدار بیشتر تری کلسیم آلومینات (AوC) موجود در آن‌ها بیشتر می‌باشد. کوچکترین بودن ذرات سیمان و بالا بودن عیار آن نیز سرعت واکنش‌ها را تسریع می‌بخشد. تغییر سیمان و مواد افزودنی، سازگاری مخلوط را تحت تاثیر قرار داده و روند به مقاومت رسیدن کوتاه‌مدت را تغییر می‌دهد. افزودنی‎های رایج برای پمپ کردن معمولا واکنش تسریع کننده‌های بتن را کند می‌کنند.

سایر عواملی که بر کارایی مواد افزودنی در حین پاشش بتن موثر هستند عبارتند از: مقدار افزودنی، نحوه اختلاط، دمای محیط، نسبت آب به سیمان، پیش هیدراتاسیون سیمان و تاخیر در اضافه کردن افزودنی، استفاده از مقادیر زیاد افزودنی گیرش آنی را به دنبال خواهد داشت که نتیجه آن مخلوطی بسیار خشک بسیار خواهد بود که به دلیل خشکی زیاد، توانایی چسبیدن به سطح را ندارد. از طرف دیگر استفاده از مقادیر کم افزودنی‌ها باعث تاخیر در زمان گیرش و ریزش مخلوط پاشیده شده می‌شود. در نتیجه در دو حالت تشکیل لایه ‌هایی از بتن پاششی ممکن نخواهد بود. دمای محیطی بیش از ۳۰ درجه سانتگراد، باعث تسریع زمان گیرش و تولید مخلوطی خشک، افزایش هدر رفتن بتن در اثر برخورد به سطح پاشش و کاهش مقاومت می‌شود. دمای کمتر از ۱۰ درجه سانتگراد زمان گیرش را افزایش داده و باعث ریزش بتن از سطح پاشش می‌شود. پیش هیدراتاسیون سیمان به دلیل مرطوب بودن سنگدانه‌ها و تاخیر در اضافه کردن افزودنی کاهش مقاومت کوتاه‌مدت را در پی دارد.

بتن پاششی اجرا شده به روش خشک و تر
بتن پاششی اجرا شده به روش خشک و تر

ترکییبات شیمیایی و نحوه عملکرد

افزودنی‌های استفاده شده معمولا دارای پایه‌های قلیایی قوی و مواد آلی هستند. از جمله می‌توان به کربنات سدیم و کلسیم، کلسیم آلومینات  و ترکیبات آلی مانند تری‌اتانول آمین اشاره کرد. افزودنی‌های مناسب معمولا ترکیبی از نسبت‌های مختلف این مواد بوده که به صورت افزودنی‌های مایع و پودری به فروش می‌رسند. در برخی افزودنی‌ها، یک ترکیب (سدیم آلومینات) به تنهایی به عنوان بخش فعال عمل می‌کند. استفاده از مواد زیر در کنار افزودنی تسریع کننده اصلی مورد استفاده، برای ایجاد افزودنی مرکب با خواص مطلوب رایج می‌باشد [۴]:

  • عامل مرطوب کننده[۲]
  • ماده تغلیظ کننده
  • عامل پایدار کننده مایعات

همان‌طور که در فصل ۵ افزودنی‌های تسریع کننده اشاره شد، کلسیم کلرید یکی از مهم‌ترین افزودنی‌های تسریع کننده‌ای است که مورد استفاده قرار گرفته است. با وجود اینکه استفاده از کلسیم کلرید تنها در شرایط خاص صورت می‌گیرد، مقدار استفاده از این افزودنی جز در مواردی که به گیرش سریع برای جلوگیری از چکه کردن بتن نیاز باشد، به کمتر از ۲ درصد محدود می‌شود. با توجه به محدودیت‌های استفاده از کلسیم کلرید در مواردی که  احتمال خوردگی وجود دارد، استفاده از این افزودنی در بتن‌های پاششی به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش پیدا کرده وبه جای آن استفاده از هیدروکسیدهای قلیایی و مواد شیمیایی با مشخصات پایه قلیایی قوی گسترش یافته است. وژگی‌های قلیایی این افزودنی باعث ایجاد خواص خورندگی زیادی می‌شود که باید در حین استفاده در کارکردن با این افزودنی‌ها مورد نظر قرار می‌گیرد. اخیرا افزودنی‌هایی با خواص خورندگی کم معرفی شده‌اند.

ماده اصلی تسریع کننده‌ها شامل سدیم آلومینات، سدیم و پتاسیم هیدروکسید، کربنات، تری‌اتانول آمین، سولفات‌آهن و سدیم فلوراید می‌باشد [۴-۶]. نمک‌های سدیم هیدروکسی کربوکسیلیک‌اسیدها مثل گلوکونات‌ها و تارتارات‌ها می‌توانند به عنوان عوامل مرطوب کننده مورد استفاده قرار بگیرند. ماده تغلیظ کننده معمولا رس، روباره و دوده‌سیلیس می‌باشد. از ترکیبات پلی هیدروکسی برای پایدارکردن محلول‌های سدیم‌آلومینات استفاده می‌باشد [۴].

بیشتر افزودنی‌های استفاده شده مانند هیدروکسید‌های غیرمحلول یا سایر نمک‌ها با عمل ته‌نشینی باعث گیرش کاذب می‌شوند. مطالعات دمایی سنجی نشان می‌دهد که اصلی‌ترین تاثیر افزودنی‌ها ناشی از عملکرد آن‌ها بر فاز تری کلسیم آلومینات (AوC) سیمان است. در حضور این افزودنی‌هاف واکنش تری کلسیم آلومینات (AوC) تشدید شده و حداکثر دمای تولید شده در زمان‌های زودتری اتفاق می‌افتد.

تاثیرات بر مشخصات بتن و ملات در حالت خمیری و سخت شده

تفاوت در روش اجرای بتن پاششی نسبت به بتن معمولی، آن را با تغییرات و ناهمگی بیشتری نسبت به بتن معمولی همراه می‌کند. به همین دلیل شکل‌گیری خواص فیزیکی و مکانیکی مانند مقاومت، جمع‌شدگی، نفوذ و دوام در این بتن‌ها با بتن‌های معمولی بسیار متفاوت خواهد بود. به خصوص این تاثیرات ئر کوتاه‌مدت و بلندمدت قابل توجه می‌باشند.

روانی مخلوط [۲]: در حالت کلی، استفاده از مواد افزودنی تسریع کننده گیرش باعث کاهش روانی مخلوط می‌گردد. بسته به مقدار استفاده از افزودنی، مخلوط ممکن است دارای چسبندگی و روانی مناسبی بوده و یا منجر به تولید مخلوطی خشک و خشن شود. عیار زیاد سیمان و مقدار بهینه افزودنی (۳-۶ درصد) معمولا مخلوطی با روانی مناسب را ایجاد کرده که امکان اجرای لایه‌های بتن پاششی را فراهم می‌کند.

گیرش اولیه و نهایی [۲]: استفاده از مقدار بهینه‌ی افزودنی زمان گیرش اولیه و نهایی را به ترتیب به ۳-۴ و ۱۲-۱۵ دقیقه کاهش می‌دهد. استفاده از مقادیر بیشتر افزودنی باعث کاهش بیشتر زمان گیرش می‌‍‌شود.

بیشتر بخوانید  منابع تامین سنگدانه بتن

مقاومت فشاری و مدول لاستیسیته [۲]: مقادیر مقاومت فشاری در مخلوط‌های دارای مقدار بهینه ۲-۴ درصد افزودنی در هر دو حالت خشک و تر، نسبت به مخلوط بدون افزودنی، ۱۵- ۲۰ درصد کمتر می‌باشد. استفاده از بیش از ۴ درصد افزودنی تسریع کننده مقاومت را به شدت کاهش می‎دهد. رعایت الزام عدم مقاومت بیش از ۳۰ درصد، در صورت استفاده از مقادیر بیش از ۶ درصد افزودنی تسریع کننده معمولا مقدور نمی‌باشد. با این وجود در شرایط خاصی مانند استفاده از بتن پاششی جهت مهار محل‌های چکه کردن آب، این کاهش مقاومت قابل قبول خواهد بود. به طور کلی، عواملی که به لفزایش مقاومت کوتاه‌مدت بتن کمک می‌کنند تاثیرات منفی روی مقاومت بلندمدت آن می‌گذارند. استفاده از تسریع‌کننده‌ها در مخلوط‌های بتن پاششی با زمان گیرش تسریع شده، باعث مقاومت کوتاه‌مدت و درازمدت می‌شود. ارتباط بین مدول الاستسسیته و مقاومت فشاری در بتن‌های پاششی مشابه بتن‌های معمولی می‌باشد. در این‌گونه بتن‌ها نیز مانند بتن‌های معمولی، عمل‌آوری مناسب باعث افزایش مقادیر مقاومت و مدول الاستیسیته با گذشت زمان می‌شود.

مقاومت کششی و خمشی [۲]: مقاومت کششی مستفیم بتن‌های پاششی در مقایسه با بتن معمولی با مقاومت فشاری یکسان، خواهد بود. این مسئله احتمالا نشان‌دهنده تاثیرات ناشی از ورقه شدن و اشکالات موجود در بتن پاششی، بر مقاومت کششی می‌باشد. برخلاف مقاومت کششی، رابطه مقاومت خمشی بتن‌های پاششی با مقاومت فشاری آن‌ها، مشابه بتن‌های معمولی می‌باشد.

مقاومت پیوستگی [۲]: استفاده از افزودنی تسریع کننده در بتن‌های پاششی خشک و تر، دستیابی به مقاومت پیوستگی زیاد بین لایه‌های بتن پاششی و سطح پشت آن را فراهم می‌کند. استفاده از افزودنی تا ۲ درصد مقاومت پیوستگی را افزایش داده و مقادیر بیشتر آن مقاومت پیوستگی را کاهش می‌دهد.

جمع‌شدگی [۲و۶]: مخلوط‌های دارای افزودنی تسریع کننده نسبت به مخلوط‌های بدون افزودنی جمع‌شدگی بیشتری از خود نشان می‌دهند و در هر دو حالت بتن پاششی خشک و تر با افزایش مقدار افزودنی و نیز افزایش آب، جمع‌شدگی افزایش می‌یابد.

دوام: بیشتر افزودنی‌های رایج، مقاومت بتن در برابر چرخه ذوب یخ را کاهش می‌دهند. استفاده از دوده‌سیلیس امکان استفاده از مقادیر کمتر افزودنی را فراهم می‌کند و لاوه بر آن باعث بهبود توزیع ریزساختار تخلخلی در بتن می‌شود که دوام بتن پاششی را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

نفوذپذیری [۲]: استفاده از افزودنی‌ها باعث بهبود شرایط پاشش بتن شده و ریزش بتن در اثر برخورد با سطح پاشش را کاهش می‌دهد که خود دلیلی برای بهتر شدن وضعیت بتن از نظر دوام است. با این وجود نتایج آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهد که این تفاوت جزئی بوده و مقادیر به دست آمده تفاوت چندایی با مخلوط‌های بدون افزودنی ندارد. با این حال عموما مخلوط‌های دارای دوده‌سیایس نفوذپذیری کمتری دارند.

کاربردها و استانداردها

هزینه زیاد، مقاومت نهایی کمتر و ایمن نبودن، به عنوان دلایلی برای محدود شدن استفاده از افزودنی‌های تسریع‌کننده بتن پاششی ذکر می‌شوند. با این وجود نیاز به گیرش سریع برای تشکیل لایه‌ها در بتن پاششی و تسریع روند افزایش مقاومت برای استفاده فوری و جلوگیری از چکه کردن آب استفاده از افزودنی‌های تسریع‌کننده را ملزم می‌دارد. بنابرلین افزودنی‌های تسریع کننده در هنگام اجرای بتن پاششی به سمت بالا، برخی دیوارها و محل‌هایی که تراز جریان آب زیرزمینی بالا می‌باشد، استفاده می‌شود. استفاده از این افزودنی‌ها گود شدن سطح سطح کار در اثر ضربه ناشی از پاشش و پخش شدن مصالح در اثر ضربه جلوگیری می‌کند. استفاده از دوده‌سیلیس در مخلوط‌ها بتن پاششی دامنه سنگدانه‌های قابل استفاده در این مخلوط‌ها را افزایش داده است.

نحوه اضافه کردن افزودنی

مقادیر استفاده شده برای افزودنی‌های تسریع کننده پودری در حدود ۲ تا ۶  درصد وزن سیمان می‌باشد. افزودنی‌های مایع بر اساس نسبت‌های حجمی پیمانه‌گیری شده و نسبت حجم تسریع‌کننده به آب می‌تواند در محدوده وسیع ۱:۲۰ تا ۱:۱ می‌باشد. تسریع‌کننده‌های مایع گوناگون دارای غلظت‌های متفاوتی از مواد جامد هسشتند که در پیمانه‌گیری این افز.ودنی‌ها به صورت حجمی باید مورد توجه قرار بگیرد. مقادیر بهینه افزودنی‌ها در همه کاربردها یکسال نبوده و به عنوان مثال درصورتی که گیرش سریع و مقاومت کوتاه‌مدت زیاد مورد نظر باشد، از مقادیر بیشتری افزودنی استفاده می‌شود. با این وجود در صورتی که در دستورالعمل‌های موجود، حداکثر میزان کاهش مقاومت مجاز برای مخلوط نسریع‌شده ذکر شده باشد، این خود محدودیتی برای استفاده از افزودنی اعمال خواهد کرد. افزودنی‌های تسریع‌کندده پودری استفاده شده در فرآیند خشک باید با روشی مناسب وزن شده تا نسبت مورد نظر تسریع‌کننده و سیمان به دست آید [۷]. در مورد استفاده از افزودنی‌های مایع در فرآیند خشک نیز، بهتر است تا این افزودنی‌ها به روشی در محل نازل آب اضافه شوند.

در حال حاضر تنها روش قابل اطمینان برای افزودن مستقیم افزودنی‌های پودری به بتن پاششی در روش تر، افزودن آن در محل تازل با استفاده از شیرهای تغذیه است. در این روش پدر افزودنی درون یک دستگاه فشرده شده و با قرارگیری داخل تغذیه‌کننده این پودرها آسیاب شده و به تدریج به وسیله جریان هوا به نازل حمل می‌شوند. اختلاط تسریع‌کننده با سایر اجرای بتن پاششی نیز در نازل و در حین انتقال به سطح پاشش انجام می‌‍‌شود. نحوه اضافه کردن افزودنی‌های مایع به مخلوط تازه در روش خشک مشابه با روش تر بوده به جز اینکه در این روش افزودنی به جای لوله آب به جریان هوا تزریق می‌شود.

طریقه و مدت نگه‌داری

افزودنی‌های پدری نسبت به رطوبت حساس هستند. به همین دلیل لین افزودنی‌ها باید در بسته‌هایی با روکش پلاستیکی در محلی خشک و بالاتر از سطح زمین نگه‌داری شوند. کیسه‌های نگه‌داری از افزودنی‌ها باید روی تخته‌ها که فاصله آن‌ها از سطح زمین بیش از ۵ سانتیمتر است نگه‌داری شوند. در صورت مناسب بودن شرایط نگه‌داری، زمان قابل نگه‌داری در حدود ۶ تا ۸ ماه می‌باشد. خاصیت این افزودنی‌ها پس از ۶ ماه به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد.

خطرها وایمنی

مواد شیمیایی قلیایی که اصلی‌ترین اجرای تشکیل‌دهنده این ترکیبات هستند سوزاننده (سوزش‌اور) بوده استفاده از آن‌ها باید با احتیاط همراه باشد. برای کاهش پخش شدن بتن به اطراف در اثر پاشش، اجزای تشکیل‌دهنده باید به طور کامل باهم ترکیب شوند. با توجه به اینکه مخلوط‎‌های بتن پاششی جمع‌شدگی را افزایش می‌دهند، لازم است تا سطح بتن‌پاشی شده حداقل تا ۷ روز مرطوب نگه داشته شود. شرایط دمایی محیط باید به گونه‌ای باشد که هوای مجاور سطح بتن‌پاشی شده  حداقل برای ۷ روز دمایی بیش از دمای یخ زدن داشته باشد [۸].

بیشتر بخوانید  ته نشینی حوضچه عمل آوری بتن (آهک اشباع یا ... ؟!)

صدمات ناشی از تماس مواد سوزاننده موجود در این افزودنی‌ها با پوست سبب آسیب دیدگی‌های متفاوتی از ناراحتی‌های جزئی پوستی تا سوختگی‌های شدید را شامل می‌شود. بیشتر این افزودنی‌ها به عنوان محرک‌های اولیه[۳] طبقه‌بندی می‌شوند. تماس مستقیم این محلول‌ها با پوست در صورتی که غلظت محلول بیش از حد معینی باشد باعث بروز التهاب پوست می‌شود. محلول‌های مایع به سرعت باعث ایجاد سوختگی می‌شوند. به دلیلی خطرات جدی این مواد برای پوست وچشم، استفاده از تجهیزات فردی برای افرادی که در نزدیکی دستگاه بتن پاششی و نازل کار می‌کنند ضروری می‌باشد. این تجهیزات شامل استفاده از لباسس‌های آستین دار یا لباس کار سرهمی می‌شود. علاوه بر این، بهتر است بیش از آغاز پاشش بتن از کرم‌های محافظ در نواحی از پوست که احتمال دارد در معرض مواد سوزاننده قرار بگیرند استفاده شود. در صورتی که پوست در معرض مواد سوزاننده قرار بگیرد شست‌وشو با آب و پس از آن سرکه و به دنبال آن استفاده از کرم‌های محافظ پوست پیشنهاد می‌شود. تماس این مواد با چشم نیازمند مراجعه سریع به پزشک می‌باشد. بلافاصله پس از تماس مواد سوزاننده با چشم ، شست‌وشو با مقدار زیاد آب لازم می‌باشد [۹].

استانداردها و دستورالعمل‌هایی برای اجرا

استاندارد ASTM C1141 در مورد بتن پاششی می‌باشد. برخی از دستورالعمل‌های بتن پاششی نیازمند استفاده از افزودنی‌های تسریع‌کننده بوده که این افزودنی‌ها باید مطابق با استاندارد ASTM C494، دستورالعمل‌های استاندارد برای برای افزودنی‌های شیمیایی، باشند. دستورالعمل‌های قید شده در رابطه با یکنواختی، بسته‌بندی، نگه‌داری، نمونه‌گیری و نظارت برای افزودنی‌های تسریع‌کننده نوع C، در مورد تسریع‌کننده‌های گیرش نیز قابل استفاده هستند، اما روش آزمایش‌های گیرش و مقاومت دارای تغییراتی می‌باشد.

دستورالعمل ACl 506R-05، روش اجرای توصیه شده برای بتن پاششی و کاربرد‌های مختلف بتن پاششی را شرح می‌دهد. با وجود اینکه در این دستورالعمل‌ الزامات خاصی در مورد تسریع‌کننده‌های استفاده شده برای ایجاد خواص مربوط به گیرش زودرس ذکر نشده است. در مورد سایر افزودنی‌ها واجزای بتن پاششی محدودیت‌هایی ذکر شده است. روش‌های مورد استفاده و تجهیزات لازم برای هر دو روش خشک و تر و نیز آزمایش‌های مربوطه در این دستورالعمل ارائه شده است. آزمایش بتن پاششی نیز با جزئیات ذکر شده است.

به طور کلی، ضوابط مربوط به اجرا و یکنواختی بتن پاششی تولید شده در دستورالعمل‌های موجود شامل موارد زیر است:

۱) نوع وترکیبات

۲) درصد غلظت اجزا‌ی فعال

۳) مقدار کلر

۴) بیشترین درصد قابل استفاده افزودنی

۵) سازگاری با سیمان استفاده شده با توجه به الزامات مربوط به گیرش اولیه ونهایی و نیز مقاومت کوتاه‌مدت ودرازمدت

۶) محدوده استفاده با توجه به موقعیت سازه، نوع سازه و مقاومت مورد نیاز

آزمایش‌های استاندارد بررسی سازگاری سیمان و افزودنی مورد استفاده در بخش کنترل کیفیت شامل روش‌هایی است که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌شود.

زمان گیرش: آزمایش انجام شده بر اساس ASTM C266، زمان گیرش سیمان هیدرولیکی توسط سوزن گیلمور، می‌باشد که اصطلاحاتی روی آن انجام شده است. مهمترین اصلاح صورت گرفته در استفاده از ظرف استاندارد مخصوصی است که به طور برای مخلوط‌های زودگیر طراحی شده است. تمام اجزا در ظرف مخلوط شده و آزمایش سوزن گیلمور نیز در همان ظرف انجام می‌شود. در این روش نیازی به جابجا کردن خمیر نیست و دست‌خوردگی کمتری پیدا می‌کند. دمای مخلوط و رطوبت نسبی نیازمند کنترل دقیق می‌باشند. روانی مورد استفاده در مخلوط‌هایی که در روش‌های خشک و تر با افزودنی‌های پودری ساخته می‌شوند، مشابه روانی مخلوطی با نسبت آب به سیمان ۴۳/۰ و بدون افزودنی است. نسبت آب به سیمان برای مخلوط تر معمولا ۲۰ درصد بیش از این مقدار است. با این وجود در صورت استفاده از افزودنی‌های مایع، استاندارد مشخصی برای نسبت آب به سیمان آنگونه که برای مخلوطهای با افزودنی پودری ذکر شد وجود ندارد که علت آن تغییرات غلظت اجزای فعال در افزودنیی می‌باشد. مقدار مناسب افزودنی و آب مورد نیاز برای ساخت مخلوطی با روانی مطلوب با سعی و خطا مشخص می‌شود.

مقاومت فشاری: مقادیر مقاومت معمولا بر اساس استاندارد ASYM C109 تعیین می‌شود، مگر در مواقعی که نسبت آب به سیمان در ملات مقدار ثابت ۴/۰ می‌باشد. به منظور امکان قالب‌گیری از نمونه‌ها قبل از وقوع گیرش اولیه، نیازی به رعایت فاصله‌های زمانی ذکر شده در ASTM C109 نیست.

بازگشت بتن[۴]: منظور از بازگشت بتن پاششی آن بخش از بتن است که بر روی سطح موردنظر پاشیده می‌شود اما به دلیل چسبندگی ناکافی ریزش می‌کند. برای انجام آزمایش استاندارد بازگشت، صفحه‌ای پلاستیکی را زیر تخته آزمایش قرار داده و بتن تا ضخامت مطلوب به سمت تخته پاشیده می‌شود. در پایان وزن تخته آزمایش و مصالح جمع‌شده روی صفحه پلاستیکی اندازه‌گیری شده و مقدار متوسط بتن بازگشته به اطراف به طریق زیر محاسبه می‌شود:

Average rebound= Ww/ (Wr+Ww)

که Wr وزن مصالح روی صفحه پلاستیکی و Ww وزن مصالح روی تخته آزمایش می‌باشند.

بررسی یکنواختی بتن تولید شده در کارگاه از دو طریق انجام می‌شود:

۱-  انجام آزمایش‌های بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی توسط دستورالعمل‌های ارائه شده در حین خرید

۲- نظارت، نمونه‌گیری و آزمایش.  نمونه‌گیری از بتن اجرا شده معمولا به وسیله مغزه‌گیری در محل‌های مشخص شده توسط مهندس ناظر انجام می‌شود.

مراجع:

  1. Aci 50rr, guide to shotcrete, American concrete institute, Farmington hills.
  2. Ramachandran, v.s., (1995), concrete admixtures handbook – properties, science, and technology, second edition, noyes publications, Canada.
  3. Mahar, j.w., parker, h.w., and weller, w.w., (1975), shotcrete practice in underground construction, report no. fra-or & d 75-90, 5-23, department of civil engineering, university of Illinois.
  4. Patent 3,656,955, (1972), assigned to progil.
  5. Litvin, a. and shideler., j. j., (1966), laboratory study of shotcreting, shocreting, pp. 165-184, a.c.i., sp-14.
  6. Recommended practice for shotcreting, (1972), a.c.i. standard, pp. 506-566.
  7. Bates, r.c., (1975), shotcrete safety andenvironmental control, use ofshotcrete for underground tructural support, asce & a.c.i. sp-45, pp.130-142.
  8. Blank, j.a., (1975), shotcrete durability and strength – a practical viewpoint, use of shotcrete for underground structural support, asce & a.c.i, sp-45, pp. 320-329.
  9. Reading, t.j., (1981), durability of shotcrete, concrete int,1. 3:27-33.

[۱] metallic lron

[۲] wetting ogents

در اولین تماس یا در معرض قرار گرفتن سبب التهاب پوستی یا سوختگی می‌شوند.  موادی که[۳]

[۴]. Rebound.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Share via
Copy link
Powered by Social Snap