پوشش ضد حریق اجرا با شاتکریت

 اجرای پوشش ضد حریق با استفاده از شاتکریت

 

بتن پاشیده

بتن پاشیده یا بتُن‌پاشی پایٍکار (به انگلیسی: Shotcrete) فرایندی است که در آن بتن یا ملات با فشار و سرعت بالا بر روی یک سطح پاشیده می‌شود تا لایه‌ای متراکم، خود نگهدار و باربر ایجاد گردد. بتن پاشیده شامل دو نوع خشک (Dry Mix Shotcrete) و مرطوب (Wet Mix Shotcrete) است.

 

تاریخچه و کاربردها


دیواره‌های بتن‌پاشیده در تونلی که ایستگاه اُرستادال در متروی استکهلم در آن واقع شده‌است.
شات کریت را می‌توان وسیله‌ای بسیار مؤثر، پایا (Durable) و اقتصادی برای کنترل زمین، کارهایی نظیر مرمت و بازسازی سازه‌های بتنی و ساختمان‌های قدیمی، ساخت پوشش‌های بتنی نگهداری اولیه در تونل‌سازی، پایدارسازی شیب‌های سنگی و خاکی و پایدارسازی بسیاری از سازه‌های زیرزمینی دانست. همچنین شات کریت را می‌توان به عنوان ملات یا بتنی که با سرعت بالا توسط هوای فشرده روی یک سطح پاشیده می‌شود تعریف کرد. شات کریت برای نگهداری زمین در تونل‌سازی و معدنکاری ایده‌آل است چرا که یک نگهداری سریع پس از آتشباری و حفاری و مقاومت زودرس مناسب، که باعث می‌شود به زمین اجازهٔ جابه‌جایی را بدهد، ایجاد می‌کند. از جمله مزیت‌های شات کریت عدم نیاز به قالب بندی یا قالب بندی بسیار کم نسبت به سایر روش‌های نگهداری، مناسب برای سطوح نامنظم و امکان حمل مواد برای محل‌های با دسترسی مشکل می‌باشد. کاربرد شات کریت تقویت شده با الیاف (Fiber Reinforcement Shotcrete) به سال‌های قبل از ۱۹۷۰ میلادی بر می‌گردد که الیاف فولادی (Steel Fiber) به عنوان یک جزء از شات کریت برای ایجاد شکل‌پذیری (Ductility) در آن معرفی شدند. قبل از ۱۹۷۰ میلادی اغلب از توری‌های فولادی (Steel mesh) به این منظور استفاده می‌شد. توری‌های فولادی دارای مشکلات زیادی از جمله نصب مشکل و خطرناک بود. کاربرد شات کریت در ساخت تونل و استفاده آن در دیوارها و شات کریت الیافی در موارد کاربردی.

پس از سه دهه، پیشرفت‌های قابل توجهی در روش‌های اختلاط، نوع مواد افزودنی، ماشین آلات مورد استفاده و روش‌های پاشیدن روی داده‌است که باعث افزایش کارایی FRS در قسمت‌های هزینه‌ای و خواص مکانیکی آن شده‌است و به این دلیل به صورت گسترده در سراسر دنیا استفاده شده‌است.

 

انواع بتن پاشیده



بتن پاشیده نام کلی است برای ملات یا بتن حاوی سیمان، ماسه و مصالح با دانه بندی مناسب که با هوای فشرده تحت سرعت بالا روی سطح پاشیده می‌شود. بتن پاشیده را می‌توان به دو دستهٔ کلی از نظر روش اختلاط تقسیم کرد

مخلوط مرطوب (تَر)
مخلوط خشک


در گذشته از شاتکریت خشک به این علت که اساساً وسایل مورد نیاز در دسترس‌تر و ارزان‌تر بود و مواد خشک می‌توانست برای مسافت طولانی‌تر حمل شود (یک مزیت مهم در کاربردهای معدنی است)، به صورت گسترده استفاده می‌شد. با این حال روش اختلاط تر دارای برتری‌های مهمی از جمله کاهش پس‌ریز، عدم نیاز به نیروی انسانی ماهر و نیاز به وسایل کمتر در محل اجرا برای معادن زیرزمینی است. کیفیت شاتکریت به عوامل متعددی وابسته است از جمله اپراتور، کنترل آب مخلوط، سرعت نازل و تکنیک پاشیدن. در هر موردی توانایی و تمرین اپراتور بسیار مؤثر است.

 

مزایای ماده افزودنی بتن شات کریت (بتن پاششی):

 

  • باعث کاهش ریزش مصالح می‌شود
  • باعث سهولت اجرای سقفهای قوسی شکل وانحنا دار می‌شود
  • باعث افزایش چسبندگی بتن می‌شود
  • افزودنی شات کریت باعث آب‌بندی سطوح و مسدود کردن سریع درزها می‌شود.
  • کاهش ضخامت لاینینگ نهایی و عدم نیاز به قالب بندی در تونل‌ها برای طرح‌هایی که تصمیم به استفاده از یک بتن پاششی به کمک ماده افزودنی بتن شاتکریت (بتن پاششی) Fabshot_HPS بدون نیاز به لاینینگ ثانویه گرفته می‌شود.

 

 

عوامل متعددی بر انتخاب نوع شاتکریت مؤثر است اما هر کدام از آن‌ها برتری‌ها و مزیت‌های خود را دارد و بسته به شرایط دو عملیات قابل تغییر به هم هستند. از عوامل مؤثر در انتخاب نوع عملیات شاتکریت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • عوامل اقتصادی
  • دسترسی به مواد و وسایل
  • محل عملیات
  • مهارت و قابلیت اپراتور
  • امروزه برای انتخاب روش به میزان برگشت مواد، مقدار دور ریز و خواص آن نظیر مقاومت پایداری در مقابل هوازدگی توجه بسیار می‌شود.

 

بتن پاشیده مرطوب


در این روش تمام مواد ابتدا با آب مخلوط می‌شود و پس از آن است که افزودنی‌های مورد نیاز بر حسب نیاز به آن اضافه می‌شود. در مرحلهٔ اول آب و سایر مواد با هم به مخلوط کن وارد شده و مخلوط می‌شوند و پس از آن است که سایر افزودنی‌ها به مخلوط اضافه می‌شود.

 

بتن پاشیدهٔ خشک


در این روش ابتدا مواد به صورت خشک با درصد بسیار کمی آب مخلوط می‌شوند و قبل از خروج از نازل به آن‌ها آب اضافه می‌شود. در این روش بر خلاف روش مخلوط تر، آب درانتهای مسیر و قبل از خروج از نازل به مخلوط اضافه می‌شود.

 

عوامل مؤثر


از عوامل مؤثر می‌توان به طرح اختلاط اشاره کرد که عملیاتی مشکل و پیچیده‌است و در حقیقت نیازمند سعی و خطای بسیار است و باید دارای معیارهای زیر باشد.

 

  • قابلیت پرتاب: مخلوط باید بتواند با کمترین میزان پس ریز جای بگیرد.
  • مقاومت زود رس: مخلوط باید به اندازهٔ کافی محکم شود تا نگهداری زمین را در مدت زمان کمی فراهم کند.
  • مقاومت طولانی مدت: مخلوط باید یک مقاومت مشخص ۲۸ روزه داشته باشد با میزان شتابدهندهٔ مورد نیاز برای بدست آوردن قابلیت پرتاب مورد نیاز و مقاومت زودرس.
  • پایداری: پایداری طولانی مدت کافی برای محیط باید به دست آید.
  • اقتصاد: مواد با هزینهٔ کمتر باید استفاده شود و باید حداقل مقدار پس زیر وجود داشته باشد.


مزایا و معایب


معایب شات کریت 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.
به دلیل نچسبیدن ملات (به دلیل هیدراته نشدن) بخش عمده‌ای از آن به هدر می‌رود.


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 ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. 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 آب‌بندی مناسب

 

 

 

اجرای پوشش ضد حریق پایه سیمانی و پاششی

 

برای تأمین مقاومت لازم در برابر آتش در ساختمان، دو مورد زیر در طراحی و اجرای ساختمان مورد توجه و رعایت قرار گیرد: باید از مصالح نازک کاری مناسب با خطر کم یا قابل قبول از نظر گسترش آتش‌سوزی برای پوشش ضد حریق سازه اسکلت فلزی استفاده شود. تامین مقاومت پوشش ضد حریق سازه های فلزی به ارتفاع ساختمان، کاربری آن و نوع فضاها بستگی دارد. به عنوان مثال، مصالح نازک کاری راه‌ های خروج و پله‌ های سازه اسکلت فلزی باید حتماً از نوع ایمن باشد، اما سخت‌گیری برای مصالح نازککاری اتاق‌ها کمتر است. مصالح خطرناک (مانند فوم‌های پلاستیکی) هیچ‌گاه نباید بدون پوشش محافظ به عنوان پوشش در سازه های فلزی استفاده شوند. مقاومت اجزای سازه‌ و جدا کننده‌ ها در برابر آتش باید براساس مقررات و متناسب با ارتفاع و کاربری ساختمان ( فضاها) تأمین شود. معمولاً برای اجزای سازه ‌ای ساختمان به مقاومت ۱ یا ۲ ساعت در برابر آتش نیاز است (البته می‌تواند بسته به مورد کمتر یا بیشتر نیز باشد). بنابر توضیحات فوق برای حفظ سازه فولادی در برابر آتش باید از پوشش‌های ضد حریق سازه های فلزی استفاده شود. برای این منظور تا سال‌ها از دوربندی فولاد به وسیله مصالح سنگین مانند آجر و بتن برای ایجاد پوشش ضد حریق اسکلت فلزی استفاده می‌شد ولی در دهه‌های اخیر، مصالح پوششی سبک با مقاومت مناسب در برابر آتش، برا ی پوشش ضد حریق اسکلت فلزی ‌رواج یافته است. استفاده از پوشش‌های سبک می‌تواند به سبک شدن سازه، افزایش سرعت اجرا و نهایتاً کاهش هزینه‌های ساخت کمک نماید.

 

fireresistance arka

 

عملیات اجرای پوشش های ضد حریق سیمانی

 

پوشش های ضد حریق حالتی عایق را در برابر حریق ایجاد می کند که از سطوح زیرساختی  و فلزی ساختمان و یا سازه های مختلف حفاظت می نماید و یا به طور کلی از بسیاری از سطوح و تجهیزات در برابر حریق محافظت می نماید که معمولاً دارای تاخیر حرارتی تا 2 ساعت می باشند.

 این پوشش در واقع مامور اصلی پدافند عامل و محافظت از سازه های ساختمانی و صنعتی در برابر حریق و آتش سوزی می باشد.

اعمال یک سیستم ضد حریق و عایق در برابر حرارت ملزم به رعایت گواهی نامه های خاصی می باشد تا سازه مذکور امتیاز استاندارد برای ضد حریق بودن را از سازمان آتشنشانی کسب نماید. اصطلاح "fireproofing" در رابطه با استانداردها مورد استفاده قرار گیرد.

 همانطور که در مشخصات آیینامه های آتشنشانی مشترک آمریکای شمالی منعکس شده است (استاندارد UL) .

آیتم ضد حریق برای سازه های مختلف متغییر است و شرایط ثابتی ندارد بلکه معیارنهایی مقاومت در برابر حریق - تاخیر حرارتی می باشد که در این مواقع مطرح می شود و بنا به استاندارد آیینامه های آتشنشانی صورت می گیرد.

 

mineral firproof structures

 

بازارهای مورد استفاده از این قبیل پوشش های صنعتی-ضد حریق

  • ساخت و سازهای تجاری
  • ساخت و ساز های مسکونی و بیشتر در اسکلت های فلزی
  • ساخت و ساز صنعتی
  • ساخت و ساز دریایی (کشتی)
  • کاربرد در سطوح آیرودینامیک
  • کاربرد در دیوارها و سقف های بتنی تونل هایی با کاربری های مختلف
  • کاربرد در عملیات استخراجی در معادن برای کاهش خطرات تجهیزات و حفاظت زمانی از پرسنل و افراد در برابر حریق و به تاخیر انداختن تخریب سازه ها در آتش سوزی

پوشش ضد حریق حلال آب که سازگاری بیشتری با محیط زیست دارد

 

پوشش های ضد حریق حلال آب ، مانند مواد رنگی هستند که در دماهای پایین بی اثر هستند اما این گونه از پوشش عملکرد واقعی خود را در دمای ۲۰۰ - ۲۵۰ درجه سانتی گراد نشان داده و به صورت کاملا از پیش تایین شده دچار تورم و انبساط می شوند.

 دمای وارد شده به اسکلت فلزی در صورت اجرای پوشش ضد حریق ، اندک می باشد و سطح فلزی خواص مقاومتی خود را از دست نمی دهد.

 به عنوان نتیجه ، در اثر حریق و آتش سوزی ، پوشش اجرا شده متورم شده و سطحی را ایجاد می کند که محافظ حرارتی اسکلت فلزی می باشد.

Spray Fireproofing arka

پوشش های جدید و با تکنولوژی بالا  و قابلیت ضد حریق آن را می توان به دو دسته گسترده و تخصصی تقسیم نمود :

  • فیلم ضخامت ئایین نانو
  • فیلم ضخامت متوسط حلال آب

 پوشش های رنگی با فیلم نازک یا بر پایه حلال آب و عمدتا برای نمای بیرونی  استفاده می شود و با تکنولوژی نانو اصلاح شده است .

و پوشش های ضخیم سیستم تک لایه برای پوشش های صنعتی و حساس ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد که در صورت حریق و آتش سوزی در معرض حرارت بسیار بالایی قرار می گیرد.

پوشش های ضد حریق در اجرای سیستم تک لایه سیستم های پوشش دهی با فیلم ضخیم ، به طور کلی دارای سه مرحله

  • یک آغازگر
  •  یک پایه (قسمتی اصلی که در آتش واکنش می دهد)
  •  و یک پوشش سیلر

 

کاربرد عایق های ضد حریق

 

این پوشش ها عمدتاً در ساختمان هایی مورد استفاده قرار می گیرند که نیاز به مقاومت در برابر آتش 30، 60 و 90 دقیقه دارند-به اصطلاح تاخیر حرارتی.

 در سال های اخیر تعدادی از محصولات توسعه یافته اند که می توانند مقاومت 120 دقيقه اي را ارائه دهند. آنها می توانند در داخلی یا خارج سازه ها و اسکلت های فلزی از محل استفاده شوند.

به طور کلی، اکثر پوشش های ضد حریق کاربردی که در اجرای پوشش های ضد حریق به کار می روند حلال آب می باشند.مواد ضد حریق حلال آب نیز تمایل دارند که دامنه وسیعتری از بخشی که در آن اجرا شده اند را پوشش دهند و می تواند از سطوح مختلف ساختمانی حفاظت به عمل بیاورند.

برای پوشش دادن سطوح دکوراتیو ، می توان از پوشش های حلال آب استفاده کرد. در صورتی که نیاز به تزئینی یا ایجاد نما باشد، بایستی این پوشش های مناسب و ایده آل باشند که در قالب سیستم چند لایه ی پوششی اجرا می شوند .

پوشش های ضد حریق با فيلم هاي ضخامت کم داراي مزيتهايي هستند که به راحتي ميتوانند نقاط پیچیده و تو در تو را پوشش دهند و حتی بعد از این مرحله هم می توان اقدام به نصب تجهیزات نمود .

نسبت های توسعه و انبساط پوشش های ضد حریق متورم شونده ، با فرض کیفیت یکسان حدود 50: 1 است، به عنوان مثال یک پوشش

 با ضخامت 1 میلی متر در هنگام آتش سوزی به حدود 50 میلی متر گسترش می یابد.