تجهیزات شاتکریت (Shotcrete Equipment)
۱. تعریف و مفهوم کلی
شاتکریت یا بتن‌پاشی یکی از روش‌های اجرای بتن است که در آن بتن یا ملات سیمانی با استفاده از فشار هوای زیاد، از طریق نازل بر سطح مورد نظر پاشیده می‌شود.
در واقع، شاتکریت ترکیبی از انتقال مکانیکی، پاشش تحت فشار و چسبندگی بالا است که در تونل‌سازی، تثبیت شیروانی‌ها، روکش بتنی در سازه‌ها، استخرها و سازه‌های دریایی کاربرد فراوان دارد.
۲. ساختار و اجزای اصلی سیستم شاتکریت
الف) پمپ یا دستگاه شاتکریت (Shotcrete Machine)
هسته اصلی سیستم است و وظیفه تغذیه و پاشش مخلوط بتن را بر عهده دارد. از نظر عملکرد به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود:
-
سیستم خشک (Dry‑Mix Shotcrete Machine):
- مواد خشک (سیمان، سنگ‌دانه، افزودنی‌ها) در پمپ وارد و در نازل با آب مخلوط می‌شوند.
- کنترل رطوبت توسط اپراتور انجام می‌شود.
- مناسب برای تونل‌سازی، کارگاه‌های معدنی و ترمیم سطوح عمودی.
-
سیستم تر (Wet‑Mix Shotcrete Machine):
- بتن آماده در مخزن ریخته شده و به‌وسیله پمپ‌های پیستونی یا روتور، به نازل منتقل می‌شود.
- کیفیت پاشش یکنواخت‌تر و ضایعات کمتر دارد.
- مناسب استخرها، سازه‌های بتنی حجیم و پروژه‌های شهری.
ب) کمپرسور هوا (Air Compressor)
برای ایجاد فشار هوای لازم جهت انتقال مواد از مخزن به نازل استفاده می‌شود. فشار مورد نیاز معمولاً بین 5 تا 8 بار و دبی مورد نیاز 2 تا 4 m³/min است.
هوای خشک و تمیز موجب افزایش چسبندگی و جلوگیری از انسداد در مسیر پاشش می‌شود.
ج) شیلنگ‌ها و اتصالات
در سامانه شاتکریت سه شاخه شیلنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- شیلنگ انتقال مواد بتن – با قطر 38–64 mm و روکش لاستیکی ضدسایش.
- شیلنگ آب تزریق – معمولاً ساخته از PVC فشار‌قوی یا هیدرولیکی.
- شیلنگ هوا – جهت تغذیه نازل و کنترل پاشش.
تمام اتصالات در فشار بالا ساخته می‌شوند و باید دارای مقاومت مکانیکی و آب‌بندی مناسب باشند (استاندارد ISO 1436 / EN 853).
د) نازل شاتکریت (Shotcrete Nozzle)
در انتهای مسیر قرار دارد و محل ترکیب هوا، آب و مصالح است.
نازل‌ها معمولاً از جنس فولاد ضدسایش یا آلومینیوم سخت با پوشش پلی‌یورتان ساخته می‌شوند و دارای کنترلر فشار آب، شیر هوا، و سوئیچ قطع اضطراری هستند.
زاویه پاشش، قطر خروجی، و موقعیت اپراتور، کیفیت نهایی لایه بتن را تعیین می‌کند.
هـ) مخزن یا هاپر تغذیه (Hopper)
مخزن ورودی مصالح است که با ارتعاش یا همزن، بتن را روان نگه می‌دارد. در مدل‌های خشک دارای سیستم ضد‌انسداد و صفحه لرزاننده است.
و) سیستم افزودنی‌ها (Additive System)
برای تزریق مواد افزودنی مانند سیلیکات سدیم، شتاب‌دهنده گیرش یا روان‌ساز در مسیر پاشش استفاده می‌شود. این سیستم معمولاً شامل مخزن کوچک، پمپ دوزینگ و شیلنگ تزریق است.
۳. انواع دستگاه‌های شاتکریت از نظر سازوکار انتقال
-
دستگاه روتور (Rotor Type):
با چرخش روتور مواد خشک را از مخزن به نازل منتقل می‌کند؛ ساختمان ساده و نگهداری آسان.
-
دستگاه پیستونی (Piston Type):
بتن آماده یا تر را با دو پیستون رفت‌وبرگشتی پمپ می‌کند؛ فشار بالاتر و دبی ثابت‌تر.
-
دستگاه مارپیچی (Screw Type):
برای ملات‌های سبک‌تر (دوغاب سیمانی یا فوم بتن)، مناسب پروژه‌های کوچک.
۴. کاربردهای صنعتی شاتکریت
- پوشش و محافظت از دیواره تونل‌ها و سازه‌های زیرزمینی.
- تثبیت شیروانی‌ها و ماسه‌سنگ‌ها در پروژه‌های عمرانی.
- ساخت و ترمیم استخرهای شنا، مخازن و کانال‌های بتنی.
- بازسازی سطوح فرسوده سازه‌ها و افزایش مقاومت بتن.
- روکش ضد‌خوردگی برای اسکله‌ها و شمع‌های دریایی.
۵. مزایا و ویژگی‌ها
- سرعت بالای اجرا و کاهش زمان پروژه.
- کاهش نیاز به قالب‌بندی سنتی.
- انعطاف بالا در سطوح منحنی و عمودی.
- امکان کنترل ضخامت و تراکم بتن در محل اجرا.
- چسبندگی عالی به زیر‌سطح فلزی، صخره‌ای یا بتنی موجود.
۶. نگهداری و نکات ایمنی
- تمیزکاری منظم نازل و شیلنگ پس از هر شیفت کاری.
- استفاده از کلاه، ماسک، دستکش، و لباس ضد‌گرد و غبار برای اپراتور.
- Lubrication منظم پمپ و کنترل روغن کمپرسور.
- رعایت فاصله ایمن هنگام پاشش (حداقل ۴ متر).
- استفاده از سیستم تهویه و مکش گردوغبار در مناطق بسته.
۷. استانداردهای مرتبط
- ASTM C1140 – روش ارزیابی کیفیت شاتکریت.
- ACI 506R – راهنمای اجرای بتن شاتکریت.
- ISO 18650 – الزامات ایمنی و طراحی دستگاه‌های بتن‌پاش.
- EN 14487‑1 – مشخصات عملکردی بتن پاششی.
۸. جمع‌بندی
تجهیزات شاتکریت با ترکیب دقیقِ پمپ، نازل، مخازن و سیستم هوای تحت فشار، نقش کلیدی در کیفیت و دوام پوشش‌های بتنی ایفا می‌کنند. انتخاب صحیح بین مدل خشک یا تر، نوع پمپ، فشار کاری و دبی هوا، تضمین‌کننده اجرای سریع، چسبنده و ایمن پروژه‌های عمرانی و معدنی است.