پشتیبانی زمین با بتن پاشیده شده

نوع جدیدی از بتن پاششی با استفاده از سنگدانه های درشت دانه و سیمان با افزودنی های ویژه برای تسریع سخت شدن بتن در اروپا ساخته شده است.

این ماده که به عنوان "شاتکریت" شناخته می شود، به عنوان وسیله ای برای پشتیبانی زمین برای حفاری های زیرزمینی در اروپا و آمریکای شمالی کاربرد فزاینده ای پیدا کرده است.

استفاده از آن در معادن زیرزمینی عمدتاً تجربی بوده است.مشخص شد که می‌توان از آن به عنوان جایگزینی برای روش‌های متداول‌تر حمایت از زمین در شرایط عادی زیرزمینی استفاده کرد، اما در شرایط نامطلوب مانند تالک شیست و شرایط بسیار مرطوب، امکان اعمال موفقیت‌آمیز آن وجود نداشت.

انتظار می رود استفاده از شاتکریت به عنوان وسیله پشتیبانی زمینی در معادن زیرزمینی افزایش یابد.سیمان پاشیده شده با انواع مواد افزودنی پلاستیکی در حال انجام است که ممکن است دامنه کاربرد آن را بیشتر کند.بتن پاشیده شده مرتبط با شبکه سیمی در حال حاضر کاربرد وسیع تری در حفاری های زیرزمینی پیدا کرده است.

کاربرد شاتکریت

دو روش برای اختلاط شاتکریت درشت سنگدانه وجود داشت، یعنی مخلوط مرطوب و مخلوط خشک شامل مخلوط کردن تمام اجزای بتن با آب و پمپاژ مخلوط غلیظ از طریق شیلنگ تحویل به نازل، جایی که هوای اضافی اضافه می شود و مواد روی سطح موضوع اسپری می شود.فرآیند dry-xix به معرفی آسان‌تر شتاب‌دهنده‌هایی که عموماً مخلوط‌های محلول در آب هستند، اجازه می‌دهد، بنابراین فرآیند هیدراتاسیون را تسریع می‌کند.شتاب دهنده هایی ساخته شده اند که بتن را قادر می سازد به سطوح سنگ بچسبد و در زیر جریان سنگین آب قرار گیرد.

ماشین‌های مخلوط مرطوب هنوز به مرحله‌ای توسعه نیافته‌اند که بتوانند عملاً مصالح بزرگ‌تر از 3/4 اینچ را مدیریت کنند. این نوع ماشین‌ها عمدتاً برای تثبیت زیرزمینی به جای پشتیبانی در زمین ضعیف استفاده می‌شوند.Amachine از این نوع، مدل H واقعی Gun-All است که توسط شرکت تجهیزات معدنی توزیع شده است و برای کاربردهای زیرزمینی که پوشش نازکی از بتن تا حدود 2 اینچ دارد، استفاده نسبتاً رایجی دارد.ضخامت و داشتن سنگدانه در حدود 1/2 اینچ. حداکثر اندازه برای شرایط نسبتاً خشک مورد نیاز است.

تابع پشتیبانی از Shortcrete

شاتکریت می تواند به عنوان یک تکیه گاه سازه ای یا غیر سازه ای استفاده شود.سنگ‌های ضعیف نسبت به پلاستیک و خاک‌های بدون چسبندگی نیاز به استفاده از یک ساختار صلب و مناسب برای جلوگیری از سست شدن زمین و جاری شدن آن به دهانه دارند.این ممکن است با استفاده از 4 اینچ یا بیشتر شاتکریت به دست آید.

در سنگ‌های توانمندتر، ممکن است برای مفاصل و شکستگی‌ها استفاده شود تا از حرکات سنگ‌های کمتری که باعث فشار و شکست سنگ می‌شود، جلوگیری شود.شاتکریت به ضخامت 2 تا 4 اینچ بر روی سنگ های ناهموار اعمال می شود تا شکاف ها و گودال ها را پر کند تا سطحی تقریباً صاف ایجاد شود و برای از بین بردن اثرات بریدگی، فقط یک اعمال نازک روی سطوح صاف لازم است.در این مورد، ماتریس بتنی با پیوند نزدیک به عنوان چسبی عمل می کند تا کلیدها و گوه هایی را که قطعات بزرگتر سنگ و در نهایت قوس تونل را پشتیبانی می کنند، نگه دارد.این نوع کاربرد در سوئد رایج است، جایی که طراحی ساپورت تونل بر اساس شاتکریت به دلیل کارایی و هزینه کم بسیار محبوب است.

شاتکریت همچنین می تواند به شکل یک ورق نازک برای محافظت از سطوح سنگی تازه حفاری شده در برابر حمله و تخریب توسط هوا و آب استفاده شود.در این شکل، این غشاء انعطاف پذیر پیوسته است که فشار اتمسفر ممکن است به عنوان تکیه گاه در برابر آن عمل کند.

مقایسه گانیت و شاتکریت

تفاوت شاتکریت درشت دانه با گنیت مخلوط و اعمال شده مشابه در این است که شاتکریت یک بتن واقعی است که دارای سنگدانه (تا 1.25 اینچ) است، در حالی که گانیت معمولاً یک ملات ماسه سیمان است.شاتکریت از نظر کاربرد و عملکرد با گانیت به روش های زیر متفاوت است:

1) گنیت تمایل به تشکیل یک پوشش نازک روی سنگ دارد، اما شاتکریت اگر بلافاصله پس از انفجار استفاده شود، هم یک مهر و هم تکیه گاه برای تثبیت سطح سنگ جدید فراهم می کند.تصور می‌شود که پیوند قوی شاتکریت-سنگ به دلیل اثر افزودنی‌های شتاب‌دهنده ویژه توسعه‌یافته است که به بتن اجازه نمی‌دهد از سطح سنگ جدا شود. دستگاه های شورتکرت مورد استفاده

2) شاتکریت از سنگدانه های بزرگ (تا 1.25 اینچ) استفاده می کند که ممکن است با سیمان و شن و ماسه در رطوبت ذاتی خود بدون خشک کردن گران قیمت که اغلب با گانیت مورد نیاز است مخلوط شود.همچنین می توان آن را در ضخامت تا 6 اینچ در یک پاس اعمال کرد، در حالی که گانیت لزوماً به ضخامت بیش از 1 اینچ محدود می شود.بنابراین شاتکریت به سرعت به یک تکیه گاه قوی و همچنین تثبیت کننده زمین باز ناهموار تبدیل می شود.

3) افزودنی‌های تسریع‌کننده مورد استفاده در شاتکریت به آن کمک می‌کند تا با سنگ پیوند برقرار کند، حتی اگر شاتکریت در واقع ضعیف‌تر از بتن معمولی با نسبت‌های مخلوط مشابه اما با شتاب‌دهنده کمتر باشد.این ضد آب است و با استحکام اولیه بالا (حدود 200 psi در یک ساعت)، نه تنها به دلیل مواد افزودنی بلکه به دلیل درجه تراکم دریافتی از سرعت ضربه 250-500 فوت مشخص می شود.در هر ثانیهو نسبت آب به سیمان پایین (حدود 0.35).شاتکریت با افزودنی‌های ویژه می‌تواند یک سنگ با استحکام جزئی را به سنگی پایدار تبدیل کند و سنگ‌های ضعیف تا پلاستیکی که با آن پاشیده شده‌اند، تنها با چند اینچ ساپورت شاتکریت می‌توانند پایدار بمانند.به دلیل خواص خزشی، شاتکریت می تواند تغییر شکل قابل توجهی را طی ماه ها یا سال ها بدون شکست با ترک خوردن حفظ کند.