بررسی پارامتریک سازه های بتن مسلح در آنالیز دینامیکی غیر خطی در برابرخرابی پیشرونده

نویسند‌گان: [ محمدصادق کریمی دوست ] - دانش اموخته کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحدعلوم وتحقیقات فارس گروه عمران سازه ایران[ محمدحسن کدیور ] - عضوهیئت علمی دانشگاه آزاد اسلام یواحدعلوم تحقیقات فارس دانشکده مهندسی گروه عمران سازه ایران[ سیدمهدی دهقان بنادکی ] - استادیار گروه مهندسی زلزله دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی شیراز ایران

خلاصه مقاله:

خرابى پیشرونده در واقع یک واکنش پیوسته از گسیختگی ها مى باشد که به دلیل از دست دادن چند المان سازه اى رخ مى دهد که بر اثر حوادثى از قبیل زلزله ، بمب گذارى و برخورد ممکن است به وجود آید. خرابى پیشرونده پس از حادثه 11 سمپتامبر و فروپاشى برج هاى مرکز تجارت جهانى بیش از پیش مورد توجه جامعه مهندسى قرار گرفت . جهت جلوگیری از خرابى پیشرونده در ساختمان ها استفاده از روش مسیر بار جایگزین مى باشد. روش مسیر جایگزین بار مى تواند امکان تغییر مکانیرم تحمل بار درون المان هاى سازه اى را ایجاد کند، که توسط آیین نامه هاى (GSA) و (UFC) ارائه شده است. با توجه به اهمیت مقاومت سازه ها در برابر خرابى پیشرونده نیاز مى باشد که پارامترهاى طراحى و مشخصات مصالح در نرم افزار المان محدود تحت بررسى پارامترهاى موجود با یکدیگر پرداخته ، و یک مجموعه پیشنهاداتى موثر و کاربردى براى طراحى در برابر خرابى پیشرونده ارائه گردد

کلمات کلیدی:

 گسیختگی ، ستون ، سازه بتنی ، پارامترهای طراحی ، تحلیل دینامیکی

تحقیق درباره بررسی بتن و تعیین زمان گیرش مخلوطهای بتنی به وسیله مقاومت

فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 22 صفحه

آشنایی با مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران :

مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران به موجب قانون، تنها مرجع رسمی کشور است که عهده دار وظیفه تعیین، تدوین و نشر استانداردهای ملی (رسمی) میباشد.

تدوین استاندارد در رشته های مختلف توسط کمیسیون های فنی مرکب از کارشناسان مؤسسه، صاحبنظران مراکز و مؤسسات علمی، پژوهشی، تولیدی واقتصادی آگاه ومرتبط با موضوع صورت میگیرد. سعی بر این است که استانداردهای ملی، در جهت مطلوبیت ها و مصالح ملی وبا توجه به شرایط تولیدی، فنی و فن آوری حاصل از مشارکت آگاهانه و منصفانه صاحبان حق و نفع شامل: تولیدکنندگان ،مصرف کنندگان، بازرگانان، مراکز علمی و تخصصی و نهادها و سازمانهای دولتی باشد.پیش نویس استانداردهای ملی جهت نظرخواهی برای مراجع ذینفع واعضای کمیسیون های فنی مربـوط ارسال میشود و پس از دریـافت نظـرات وپیشنهادهـا در کـمیته ملـی مرتبـط بـا آن رشته طرح ودر صورت تصویب به عنوان استاندارد ملی (رسمی) چاپ و منتشر می شود.

پیش نویس استانداردهایی که توسط مؤسسات و سازمانهای علاقمند و ذیصلاح و با رعایت ضوابط تعیین شده تهیه می شود نیز پس از طرح و بـررسی در کمیته ملی مربوط و در صورت تصویب، به عنوان استاندارد ملی چاپ ومنتشرمی گردد. بدین ترتیب استانداردهایی ملی تلقی می شود که بر اساس مفاد مندرج در استاندارد ملی شماره ((5)) تدوین و در کمیته ملی مربوط که توسط مؤسسه تشکیل میگردد به تصویب رسیده باشد.

مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران از اعضای اصلی سازمان بین المللی استاندارد میباشد که در تدوین استانداردهای ملی ضمن تـوجه به شرایط کلی ونیازمندیهای خاص کشور، از آخرین پیشرفتهای علمی، فنی و صنعتی جهان و استانداردهـای بین المـللی استفـاده می نماید.

مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران می تواند با رعایت موازین پیش بینی شده در قانون به منظور حمایت از مصرف کنندگان، حفظ سلامت و ایمنی فردی وعمومی، حصول اطمینان از کیفیت محصولات و ملاحظات زیست محیطی و اقتصادی، اجرای بعضی از استانداردها را با تصویب شورای عالی استاندارد اجباری نماید. مؤسسه می تواند به منظور حفظ بازارهای بین المللی برای محصولات کشور، اجرای استاندارد کالاهای صادراتی و درجه بندی آنرا اجباری نماید.

همچـنین بمنظـور اطـمینان بخـشیدن به استفاده کنندگـان از خـدمات سازمانها و مؤسسات فعال در زمینه مشاوره، آموزش، بازرسی، ممیزی و گواهی کنندکان سیستم های مدیریت کیفیت ومدیریت زیست محیطی، آزمایشگاهها و کالیبره کنندگان وسایل سنجش، مؤسسه استاندارد اینگونه سازمانها و مؤسسات را بر اساس ضوابط نظام تأیید صلاحیت ایران مورد ارزیابی قرار داده و در صورت احراز شرایط لازم، گواهینامه تأیید صلاحیت به آنها اعطا نموده و بر عملکرد آنها نظارت می نماید. ترویج سیستم بین المللی یکاها ، کالیبراسیون وسایل سنجش تعیین عیار فلزات گرانبها و انجام تحقیقات کاربردی برای ارتقای سطح استانداردهای ملی از دیگر وظایف این مؤسسه می باشد.

جزوه سازه های بتن آرمه

جزوه بسیار کامل بتن،به صورت تایپ شده در فرمتPDF بوده و261 صفحه می باشد

کتاب- هندبوک بتن- hand book CONCRETE- در 120 صفحه-docx

بتن در همه جا موجود است و در یکصد سال اخیر، استفاده از آن در ساخت بناهای مسکونی و اداری، پیاده روها، راه ها و جاده ها و نیز انواع مختلف ساختمان های فنی عملکردی از قبیل کارخانه ها، پارکینگ ها، متروها، فرودگاه ها، پل ها، سدها، سیلوها، سازه های دریایی، رآکتورهای اتمی و سازه های مقاوم در برابر انفجارات و زلزله، مقبولیتی همگانی پیدا کرده است.
چنانچه از عنوان این نوشتار برمی آید، بتن یک ماده متناقض است. بتن با اینکه تداعی کننده مفهوم سختی است، لیکن در ابتدای فرآیند اختلاط مواد تشکیل دهنده اش، نرم و روان است؛ اگرچه بتن، بر اساس تعریفی که از آن سراغ داریم، یک ماده پیوندی و چندرگه است که از اختلاط سیمان، آب، ماسه و مصالح دانه ای معدنی از قبیل شن یا سنگریزه به دست می آید، اما معمولا به عنوان یک ماده یکپارچه و دارای شخصیت مستقل در نظر گرفته می شود. بتن شکل ذاتی و طبیعی بخصوصی ندارد و از این رو باید با استفاده از قالب بندی به شکل معینی درآورده شود؛ یعنی شکل و بافت نهایی بتن را قالبی که بتن به درون آن ریخته می شود، تعیین می کند.
بتن می تواند هر رنگ، بافت و طرحی را به خود بگیرد، از این رو شاید بتوان آن را به یک آفتاب پرست تشبیه کرد. رنگ بتن اغلب خاکستری ست، اما از طریق انتخاب سیمان و مصالح دانه ای مناسب یا با استفاده از رنگدانه های شیمیایی می توان به آسانی آن را در رنگ های سفید، قهوه ای یا حتی قرمز روشن تولید کرد. بتن بسته به قالب مورد استفاده در تولید آن، می تواند صاف و ساده یا دارای طرح های دقیق و پیچیده باشد؛ بتن می تواند همچون شیشه صاف باشد یا همچون صخره زمخت و ناصاف. بتن ممکن است بدون پرداخت رها شده یا همچون یک تندیس به دقت روی آن کار شود. در واقع، بتن، با توجه به ویژگی های خاص سطح آن، یک فرآورده واحد نیست، بلکه طیف گسترده ای از مصالح را دربرمی گیرد که از نظر بافت، رنگ و بیان معمارانه از قابلیت های بی شماری برخوردار است.
ترکیب مقاومت فشاری سنگ و مقاومت کششی فولاد در بتن مسلح، سازه های بتنی را قادر به تحمل وزن بسیار زیاد و پوشش دهانه های بزرگ می سازد. از آنجایی که عناصر تشکیل دهنده سازه بتن مسلح می توانند بصورت یک شبکه پیوسته و یکپارچه، به هم بافته شوند، استفاده از بتن مسلح در طراحی سازه، آن را از قابلیت انعطاف پذیری بی نظیری برخوردار می کند. معماران و مهندسان از این ویژگی برای خلق عناصر ساختمانی مختلف، از صفحات بتنی یکپارچه گرفته تا قاب های سازه ای سه بعدی و کنسول های عظیم و مهیب، بهره می گیرند.
بررسی تاریخی کاربرد بتن در معماری نشان می دهد که بتن توسط معماران رومی و صدر مسیحیت مورد استفاده قرار می گرفت، اما در قرون وسطی و رنسانس اغلب بی استفاده ماند، تا آنکه در نیمه دوم قرن نوزدهم بار دیگر، عمدتا برای مصارف معمولی، مورد توجه قرار گرفت، بویژه در مواردی که ساخت ارزان، قابلیت ایجاد دهانه های عریض و نسوز بودن، ضرورت به کارگیری آن را ایجاب می کرد. مسلح کردن بتن نیز که برای این کار میلگردهای فولادی را به منظور استحکام بیشتر در میان بتن قرار می دادند، به دهه 1870 باز می گردد. معماران قرن نوزدهم بعضا به قابلیت های بتن مسلح خیلی اطمینان نداشتند و نسبت به آن بدگمان بودند. بتن در آن زمان یک ماده خیلی جدید به شمار می رفت و ویژگی های آن برای معماران بخوبی قابل درک نبود، زیرا فاقد یک فرم ذاتی و پایدار بود. جالب آنکه این دقیقا همان خصوصیتی است که بتن را برای بسیاری از معماران امروز به وسیله ای امیدوارکننده جهت تحقق ایده هایشان تبدیل می کند.
پدیده بتن در چند سال آخر قرن نوزدهم که معماران سعی کردند سبکی مبتنی بر این مصالح بیابند، آشکارتر شد. در حالی که یکی از طراحان احتمالا چنین استدلال می کرد که ویژگی انعطاف پذیری بتن آن را به ماده ای مناسب برای بیان گرایی هنری در معماری تبدیل می کند، دیگری ممکن بود بر نقش روش قاب و قاب بندی تکیه کند و مدعی ارزش گذاری بر نمونه های پیشین گوتیک یا حتی شیوه های معماری فولاد و شیشه شود. نظریات مشابه مختلفی نیز با توجه به جنبه بیرونی بتن ابراز می شد، بدین معنا که یک معمار، بتن را ماده ای معمولی و پیش پاافتاده و نیازمند پوشانیده شدن با کاشی ها و روکارهای آجری می دانست و دیگری از زیبایی ذاتی آن دم می زد که به همین دلیل باید نمایان می ماند. استفاده گسترده و فراگیر از بتن مسلح در معماری حدودا به نیمه اول قرن بیستم باز می گردد. این ماده جدید به دلیل برخورداری از قابلیت استفاده در بناهای مختلف و نیز فرم پذیری قابل توجهش، در آن زمان در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار گرفت و با سرعت شگفت آوری تاثیرات خود را در معماری بر جای گذاشت و بین سالهای 1910 و 1920، تقریبا به علامت مشخصه معماری جدید تبدیل شد. شاید از بسیاری جهات بتوان گفت خردگرایی و بتن مسلح دو عنصری بودند که سرانجام در دوره افتخارآمیز معماری مدرن در دهه 1920 در یکدیگر ادغام شدند؛ معماران خردگرای این دهه که بتن را به لحاظ برآورده کردن نیازهای اساسی چون ارزانی، یکسان سازی، نورپردازی کافی، تهویه گسترده و فضاهای داخلی انعطاف پذیر و نامحدود، ماده ای مناسب یافته بودند، در سطح وسیع آن را مورد استفاده قرار دادند.
آگوست پره مهندس معمار فرانسوی، نخستین کسی ست که بتن مسلح را به عنوان وسیله ای برای بیان مقاصد معماری شناخت و به کار برد. آپارتمان های مسکونی که او با استفاده از قابلیت های هنری بتن مسلح ساخت، منزلت بتن را در عالم معماری افزایش داد. فرانک لویدرایت نیز یکی از معماران برجسته آمریکایی است که در پروژه هایش از قابلیت های این ماده جدید استفاده فراوانی کرده است. ارزانی بتن و قابلیت ایجاد دهانه های عریض با استفاده از آن، باعث روی آوردن او به این ماده شد. علاوه بر این، او با بتن براحتی می توانست به ایده های فضایی خود جامه عمل بپوشاند. رایت به خاطر تاکید هنری و حرفه ای اش بر ماهیت مصالح، سطح بتن را در اغلب کارهایش عاری از پوشش باقی می گذاشت. پتانسیل تقریبا نامحدود بتن جهت خلق فرم ها و سطوح انتزاعی، برخورداری از قابلیت تطابق با شرایط و کارکردهای مختلف و نیز داشتن استحکام بالا، بتن را در حال حاضر به یکی از مصالح پرطرفدار و مورد توجه در میان بسیاری از معماران و مهندسان تبدیل کرده است. بتن به خاطر داشتن خاصیت انعطاف پذیری بالا، آزادی عمل قابل توجهی در اختیار طراحان و معماران قرار می دهد. بتن، همانند خاک رس در دستان یک تندیس گر، برای معماران امکان خلق ساختمان هایی را فراهم می کند که به طور منحصر به فردی گیرا، جالب توجه و از نظر هندسی متهورانه است. فرم ها و ترکیباتی که ساختن آنها پیش از ابداع بتن مسلح، با استفاده از سایر مصالح متداول دشوار یا غیرممکن بود، با استفاده از بتن مسلح اغلب به آسانی قابل دستیابی هستند. به جرات می توان گفت که بدون استفاده از بتن، اجرای برخی از زیباترین و نوآورانه ترین آثار معماری معاصر جهان هرگز قابل تصور و تحقق نبود.
امروزه بتن با گذشت سالها از پیدایش و کاربرد آن به صورت کنونی، دستخوش تحولات و پیشرفت های شگرفی شده است. از زمان شروع استفاده گسترده از بتن مسلح در ساخت وسازها (در بیش از یک قرن قبل)، برخی انگاره های بنیادی درباره خواص این ماده و محدودیت های آن تاکنون با چالش و تردید جدی مواجه نشده بودند، اما در سالهای اخیر، با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، تحقیقات متعددی روی خواص بتن صورت گرفته و در حال حاضر طیف متنوعی از فرآورده های آن ابداع و به بازار عرضه شده اند که این قبیل انگاره ها را به چالش کشیده و آزادی بیشتری جهت تجربه و ابداع در اختیار معماران و مهندسان قرار داده اند. بر این اساس است که در سالهای اخیر، معماران مختلف در پروژه هایشان برخی از انگاره های غالب درباره فرم معماری و فناوری بتن را به چالش کشیده و رویکرد های جدیدی را در هر دو زمینه ارائه کرده اند. بسیاری از معماران نیز با کاربرد هوشمندانه بتن، از آن به عنوان ابزاری جهت خلق زیبایی در آثارشان بهره جسته اند. البته با توجه به پیشرفت های سریع و روزافزون صنعت بتن در سالهای اخیر، به نظر می رسد در سالهای آینده شاهد استفاده گسترده تری از قابلیت های بتن در عرصه معماری خواهیم بود

فوق روان کننده و کاهش دهنده شدید آب بتن

فوق روان کننده بر اساس الزامات استاندارد ASTM-C494 Types A& F ساخته می شوند این مواد را بعنوان روانسازهای بتن و فوق روانسازهای بتن مصرف کنند و براساس استاندارد 2930 ایران ساخته می شوند.
گفتنی است این مواد ممکن است توسط تولید کنندگان بتن آماده و قطعات پیش ساخته بتنی برای تولید کار آمد و مقرون به صرفه زمانی که شکل پذیری زیاد بتن و افزایش مقاومت اولیه و نهایی مد نظر است ، مورداستفاده قرار گیرند .
باید اشاره کرد این محصولات در کاهش آب بسیار موثر بوده تا جایی که وقتی به عنوان یک کاهش آب دهنده شدید آب بتن مورد استفاده قرار می گیرند در مقادیر متعارف می تواند به سادگی بین 20%-18% کاهش در میزان آب مصرفی ایجاد نماید ودر مواردی در بتنهای خاص و با استفاده از مقادیر متعارف، کاهش آب تا حداکثر 40% نیز ممکن شده است .
همچنین خاصیت روان کنندگی زیاد این مواد سبب می شود بتنی با اسلامپ زیاد، روان و خود تراز شونده حاصل گردد . کارآیی این بتن نسبت به بتن معمولی بسیار شگرف و قابل تمایز است . بطوریکه بتن با حداقل عملیات و ویبره کردن یا حتی به خودی خود ، در حالیکه مصرف آب آن به حداقل رسیده در قالب جای می گیرد .
شایان ذکر است از ترکیب خواص فوق روان کنندگی و کاهش دهندگی شدید آب بتن مزایای زیر حاصل می گردد :
مقاومت اولیه زیاد امکان تسریع در عملیات بازکردن قالبها و باعث استفاده مقرون به صرفه تر از قالبهامی شود، مقاومت اولیه و نهایی زیاد برای بتن پر مقاومت و مقرون به صرفه، افزایش کار آیی باعث کاهش هزینه های استهلاک و سختی کار می گردد و افزایش اسلامپ ،امکان تولید بتنی خود تراز شونده رابوجودمی آورد، مقاومت نهایی بالاتر به مهندسین محاسب قدرت انعطاف بیشتری را در ارائه یک طرح بهینه اقتصادی ارائه می دهد .
خاصیت فوق العاده روان کنندگی باعث تسهیل در پمپ نمودن و کاهش نیاز به ویبره کردن بتن می گردد .

نسبت آب به سیمان کاهش یافته ، دوام و تراکم بیشتر بتن را با کاهش نفوذپذیری بتن باعث می شود

آرماتورهای غیر فولادی در بتن

در سال های اخیر استفاده محدودی از آرماتورهای غیر فلزی آغاز گشته است هر چند تحقیقات بر روی کاربرد وسیعتر آنها و عملکرد دراز مدت این نوع آرماتورها ادامه دارد این آرماتورها که معروف به آرماتورهای با الیاف پلاستیکی (FRP) هستند از الیاف مختلفی چون الیاف شیشه ای (GFRP) الیاف آرامیدی (Afrp) والیاف کربنی (CFRP) در یک رزین چسباننده تشکیل شده اند.
خاصیت عمده این آرماتورها که سبب کار برد آنها شده است مقاومت در برابر خوردگی آنهاست که  می تواند در محیط های بسیار خورنده دوام دراز مدتی داشته باشند. علاوه بر این مقاومت بالا، مقاومت به خستگی بالا، ظرفیت بالای تغییر شکل ارتجاعی، مقاومت الکتریکی زیاد و هدایت مغناطیسی پایین و کم این مواد از مزایای آنها شمرده می شود. البته این مواد معایبی چون کرنش گسیختگی کم و شکننده بودن و خزش زیاد و تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط حرارتی آنها در مقایسه با بتن را به همراه دارند.
اخیراً از الیاف مختلف شبکه هایی بافته شده و به صورت یک شبکه آرماتور در سطح بتن برای کنترل ترک و کم کردن عرض آن و همچنین د

جزوه-شاتکریت چیست؟ - در 68صفحه-doc

شاتکریت چیست؟

شاتکریت را می توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگهای لاستیکی حمل شده و با استفاده از هوای فشرده با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می شود، تعریف کرد.
اولین کاربرد شاتکریت به سال ۱۹۰۹ میلادی بر می گردد که در آن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می رفت.
در سال ۱۹۱۴ برای اولین بار شاتکریت در یک معدن آزمایشی در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفت . پس از آن این سیستم برای پوشش سطوح سنگها و حفاظت آنها در برابر هوازدگی و گاه نیز به عنوان سیستم نگهداری موقتی به کار رفت . از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه هایی از سنگ زیرین جدا می شد ، لذا به عنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندان مورد توجه واقع نشد. از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموار حفریات زیرزمینی را می پو شانند و به شکل یک سطح نسبتا صاف در می آورد. البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ ، به عنوان سیستم نگهداری بسیاری از تونلها به کار رفته است.
در سالهای اخیر کاربرد شاتکریت در معادن زیرزمینی ، نگهداری حفریات دائمی از قبیل جاده های مورب ، راهروهای اصلی حمل و نقل ، ایستگاههای چاه و حجره های زیرزمینی سنگ شکن است . بازسازی پیچ سنگها و توری های متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گران باشد. تعداد حفریات زیرزمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می شوند روبه فزونی است. مسلح ساختن شاتکریت با الیاف فولادی یکی از مهمترین عوامل در گسترش کاربرد شاتکریت است زیرا کار طاقت فرسای نصب توری را کاهش می دهد.
آزمایشات و تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیار موثر است . اگر چه نتایج این مطالعات برای نتیجه گیری قطعی در این زمینه هنوز زود است ولی علائم موجود بیانگر آن است که در آینده در مورد کاربرد شاتکریت توجه جدی تری خواهد شد.
به طور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان ، ماسه و خرده سنگ است که به کمک هوای فشرده اجرا خواهد شد و در اثر سرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می شود .

بطور کلی شاتکریت به دو صورت مورد استفاده قرار می‌گیرد:

- شاتکریت مخلوط خشک - Dry Mix Shotcrete

- شاتکریت مخلوط تر - Wet Mix Shotcrete

شاتکریت مخلوط خشک (DMS)

دراین روش ، آب مورد نیاز شاتکریت در مرحله آخر و در حین خروج مواد از سرنازل به آن اضافه می‌شود .از این روش برای کارهای تعمیراتی و روکش به ضخامت کمتر از 10 سانتیمتر استفاده می‌شود . از آنجاییکه در این روش از مصالح سنگی درشت دانه استفاده نمی‌شود ، لذا بتن به دست آمده دارای مقاومت مکانیکی بالایی نمی باشد. معایب شاتکریت مخلوط خشک به شرح زیر است :

- به علت نرسیدن آب به همه دانه‌ها ، ممکن است بعضی قسمتها هیدراته نشده باقی بمانند.

- گرد و غبار ناشی از پراکنده شدن دانه سیمان در محل کارگاه زیاد است .

- بدلیل نچسبیدن ملات (بدلیل هیدراته نشدن) بخش عمده ای از آن به هدر می رود .

شاتکریت مخلوط تر (WMS)

در این روش ، بتن آماده به داخل پمپ شاتکریت ریخته شده و پس از انتقال توسط لوله ، به سطح کار پاشیده می‌شود. از مخلوط تر ، در مکانهائی که مقاومت فشاری بالایی مد نظر است، استفاده می‌شود . در این روش امکان اجرای دیوار بتنی با ضخامت 50 سانتیمتر و سقف به ضخامت 20 سانتیمتر در یک مرحله امکان پذیر است .

مزایای شاتکریت مخلوط تر (WMS) به شرح زیر است :

- بطور معمول ، نیاز به قالب بندی ندارد و بدین ترتیب هزینه‌های قالب بندی و تجهیزات نیروی انسانی و زمان انجام عملیات بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد . عدم استفاده از قالب سبب می‌شود که کارگر بتواند فضای کار را دیده و بتن را به شکل مناسبی بین میلگردها جای دهد .

- امکان اجرای سازه‌های بتنی با اشکال منحنی ، مدور و غیر منظم (مثل استخر و آبگیر) - امکان تثبیت کوه‌ها و صخره‌ها با پوشاندن آنها با یک شبکه مش و پاشیدن بتن روی آنها

- روکش کردن پایه پلها و لاینینگ تونل‌ها

- افزایش ضخامت لوله‌های بتنی در محیطهای خورنده و خطرناک در مقابل آتش

- مقاومت مکانیکی بهتر نسبت به شاتکریت مخلوط خشک

- چسبندگی بهتر بین بتن و میلگرد

- کاهش نفوذ پزیری و آب بندی مناسب

یکی از کاربردهای وسیع WMS که نیاز به تخصص زیاد ندارد، احداث استخر و آبگیر است . در این حالت ، به علت فشار بالای هوا، آب بندی به خوبی انجام شده و نفوذ پذیری بسیار کم می شود .

از کاربردهای دیگر WMS در تعمیرات سدها است . از این نوع شاتکریت می توان در اجرای سرریزها ، لاینینگ تونلهای انحراف ، روکش کردن بدنه سد (بمنظور تقویت سازه‌ای) و تثبیت دیوارهای حایل و کوه‌های اطراف سد استفاده کرد . 

اتکریت چیست و چه مزایایی دارد؟

شاتکریت (Shotcrete) عبارت است از ملات (شامل ماسه و سیمان) و یا بتنی که با فشار هوا و سرعت بالا به سطوح مختلف ناهموار پاشیده می‌شود و جهت پوشاندن شیارهای دیوار یا ساختمان و مقاوم سازی دیوارهای بتنی همانند سد و تونل و ساختمانها در مقابله با زلزله و خوردگی حوادث طبیعی به کار برده می‌شود . مزیت استفاده از دستگاههای شاتکریت ترپاش پیستونی

1- پرت کم مصالح تا 5%

2- سرعت بالای اجرای شاتکریت تا روزانه به متراژ حداقل 250 متر

3- عدم جابجایی دستگاه و مصالح برای ساختمانهای تا 10 طبقه

4- پیوستگی ملات در حین شاتکریت

5- قابلیت شات ملات تا دانه بندی 06

6- انتقال ملات برای پر کردن شکاف و سقف

7- قابلت تزریق دوغاب و گروت

8- توانایی شات در یک مرحله به ضخامت 7 سانتیمتر

9- شات مواد پلیمری

تعریف شاتکریت اجرای ملات یا بتن ، با فشار هوای با سرعت بالا بر روی سطح مشخص می باشد ( موسسه بتن آمریکا ، 1990). دو نوع اصلی شاتکریت ، شامل شاتکریت مخلوط تر و شاتکریت مخلوط خشک می باشد. در شاتکریت با مخلوط خشک، سیمان خشک ، ماسه ، شن و در صورت استفاده ، مقدار  آب کافی برای کاهش گرد و غبار قبل از اختلاط، وجود دارد. این مخلوط سپس با فشار از طریق لوله به نازل هوای فشرده انتقال می یابد. در نازل،  آب کافی برای هیدراسیون سیمان به جریان در حال حرکت اضافه می شود. در شکل 44 ، نازل و رینگ ( حلقه) آب یک نازل مخلوط شاتکریت خشک نشان داده شده است. برای مخلوط شاتکریت تر، سیمان ، ماسه ، شن و آب به روش معمول در ابتدا مخلوط شده ( شکل 45)، و سپس مخلوط بدست آمده به نازلی که بتن شاتکریت مرطوب را با فشار هوا بر روی سطح مورد نطر حرکت می دهد، پمپ می گردد. دو نوع شاتکریت محصول اختلاط متفاوت آب ترکیبی و تفاوت در خصوصیات برنامه ها به علت روشهای اختلاط متفاومت و مجزا می باشد. از معایب شاتکریب مخلوط خشک ،تولید بالای گرد و خاک و تلفات ریزشی متفاوت از حدود 15 تا 50 درصدی ، می باشد.آب مخلوط شاتکریت تر باید به اندازه ای باشد که اجازه پمپاژ به وسیله لوله انقال وجود داشته باشد. برای مخلوط شاتکریت تر ،  ممکن است مشکلاتی مانند ترک خوردگی ناشی از آب زیاد و یا انقباض ناشی از خشک شدگی تجربه شود. از حدود سال 1960 ، پیشرفت در توسعه افزودنی های بتن کاهنده شدید آب ، تسهیل کننده های پمپاژ ، و تجهیزات پمپاژ بتن تا حدود زیادی مشکلات را کاهش داد و در حال حاضر در بیشتر تعمیرات سازه ها از مخلوط شاتکریت تر استفاده می شود.

مواد با ترکیبات متنوعی برای شاتکریت وجود دارد که می تواند به راحتی جا داده شده و با موفقیت برای انواع برنامه های اجرایی تعمیر مورد استفاده قرار گیرد. در بسیاری از برنامه های اجرایی تعمیر با استفاده از شاتکریت قالب بندی ضرورتی ندارد. شاتکریت برای تعمیر کانالها ، دیوار و کف سریزها ، سطح سدها ، دیواره تونلها ، تونل و پلهای بزرگ راه ها ، دیواره صخره های طبیعی و دامنه های خاکی در حال آسیب و فرسایش ، و افزایش ضخامت و تقویت سازه های بتنی موجود ، مورد استفاده قرار می گیرد. به شرط وجود مواد ، تجهیزات و روش به کارگیری مناسب ، تعمیرات با شاتکریت می تواند سریع و اقتصادی باشد. این سهولت ظاهری کاربرد نباید این باور را ایجاد کند که شاتکریت روشی ساده برای تعمیر و یا می تواند به صورت اتفاقی و نادرست بدون بروز مشکل اجرا شود.

دو پاراگراف زیر شامل هشدارهای تشریح کننده ای از این روشها می باشد:

صرف نظر از مزیت های قابل توجه روش شاتکریت و امکان به پاین رساندن کار با بالاترین کیفیت ، متاسفانه در گذشته تعدادی کارهای ضعیف و گاهی اوقات غیرقابل قبول انجام گرفته که باعث شده بسیاری از طراحان و سازنده های حرفه ای در استفاده از آن مردد باشند. همانطور که همه روشهای ساخت ، عدم به کارگیری روشهای مناسب باعث نامرغوب شدن کار می شود ، در مورد شاتکریت این امر شدیدتر بوده و نیاز به حذف و جایگزینی کامل می باشد.

نواقص در روش شاتکریت به چهار دسته تقسیم می شود : شکست در اتصال به بستر دریافت کننده ، لایه لایه شدگی در درزها و سطوح در برنامه های اجرایی لایه به لایه ، پر کردن ناقص پشت آرماتور با مواد ، جایگزینی مجدد موارد ریخته شده یا مواد نامرغوب ( وارنر ، 1995).

 هر یک از موارد نواقص مذکور در پروژه های تعمیراتی بازسازی اتفاق افتاده است. شاید مهمترین تفاوت شاتکریت در مقایسه با سایر روشهای ترمیمی استاندارد این باشد که در صورت عدم امکان به کارگیری پرسنل و نیروهای متخصص و مجرب باید به سراغ روش دیگری رفت. کیفیت شاتکریت کاملا مرتبط است با مهارت و تجربه فردی که با نازل کار می کند. از مشخصات احیا و بازسازی به کارگیری فردی دارای گواهی نامه رسمی برای تعمیرات به روش شاتکریت برای کار با نازل شاتکریت می باشد. بدست آوردن تجربه و مهارت مورد نیاز باید از طریق اخذ گواهینامه اشتغال به کار ترمیم قبل از ورود و به کارگیری نازل کار صورت گیرد.

الف- آماده سازی : بتن ترمیمی با شاتکریت باید به روش مشابه آماده سازی ترمیم با بتن مندرج در بخش 29 (الف ) ، آماده سازی شود. با این حال تجربه نشان داده که آماده سازی سطح برای ترمیم بوسیله شاتکریت تر حساستر از ترمیم با بتن می باشد. در تعمیرات با شاتکریت لازم است که سطح مورد نظر برای شاتکریت با چسبندگی، تمیز و بدون بتن های ضعیف باشد.

ب- مواد : سیمان مصرفی در شاتکریت باید مشابه الزامات سیمان مصرفی در بتن ترمیم مندرج در بند ب بخش 29 باشد. در صورتی که بتن در معرض سولفات ها باشد باید از سیمان تیپ 5 استفاده شود. البته معمولا سیمان تیپ 1 و 2 با قلیایی پایین کفایت می کند. آب ، ماسه و شن مصرفی در بتن شاتکریت باید مطابق الزامات مورد نیاز برای بتن ترمیم باشد به جز حداکثر اندازه سنگدانه که نباید بیش از 8/3  اینچ باشد.

مواد افزودنی بتن باید براساس الزاماتC494 - ASTM در خصوص افزودنی های شیمیایی بتن باشد. معمولا استفاده از افزودنی هوازا برای شاتکریت خشک ممکن نیست. عدم استفاده از هوازا ممکن است موجب مقاومت کمتر مخلوط شاتکریت خشک در برابر فرآیند انجماد و ذوب شود.مخلوط شاتکریت تر باید به تناسب حا