تعین پارامترهای مقاومتی بهینه برای شاتکریت الیافی (مسلح به الیاف بارچیپ)

شاتکریت عبارت است از بتن ویا ملاتی که با استفاده از هوای فشرده و با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده و به صورت دینامیکی متراکم می شود. در سالهای اخیرافزایش حفاری های زیرزمینی، باعث شده است که شاتکریت به عنوان یکی از سیستم های نگهداری مورد توجه قرار گیرد. مزایای این روش عبارت اند از: سادگی روش اجرا، در دسترس بودن مصالح اولیه، عدم نیاز به فضای گسترده به منظور عملیات اجرایی، بالا بودن سرعت اجرا، این مزایا باعث شده است که پژوهش گران با بهره گیری از پیشرفت های بوجود آمده در زمینه تکنولوژی بتن به رفع معایب این سیستم بپردازند. در این تحقیق با بهره گیری از دانش تکنولوژی بتن و پیشرفت های بوجود آمده در زمینه بتن پلیمری با خواص مکانیکی بالاکه به صورت شاتکریت قابل اجرا باشد، طراحی شده است که این سیستم را به عنوان یک سیستم نگهداری دائمی مطرح می نماید. برای این منظور مطالعه دقیق برروی اجزاء تشکیل دهنده بتن و تاثیر خواص آنها بر بتن تازه و سخت شده، مورد بررسی قرار گرفت، این امر منجر به طراحی بتنی با خواص مکانیکی ایده آل گردید. در طرح اختلاط شاتکریت عوامل مهمی همچون میزان گیرش، میزان برجهندگی، وزن مخصوص، سرعت گیرش و مقاومت بتن مورد توجه قرار می گیرد، که این عوامل به، نسبت آب به سیمان، عیار سیمان، نسبت مصالح درشت دانه به ریزدانه، نوع و مقدار افزودنی ها، هوای داخل بتن ودر نهایت میزان مهارت فرد بتن پاش بستگی دارد. با توجه به خاصیت شکنندگی بتن، تسلیح این ماده به منظور افزایش شکل پذیری از اهمیت وجایگاه خاصی برخوردار است. یکی از راه های تسلیح بتن استفاده از میلگردهای فولادی است، اما با توجه به اینکه فولاد در دراز مدت بر اثر رطوبت خورده می شود و این امر باعث پوکی بتن شده، بنابراین جایگزین کردن مواد مصنوعی به جای میل گرد های فولادی ضروری است. در این تحقیق از الیاف بارچیپ برای تسلیح داخلی بتن استفاده شده است. این الیاف علاوه برخواص خوب مقاومتی، شکل پذیری زیاد داشته ودر محیطهای اسیدی خورده نمی شود، همچنین این الیاف در برابر آتش سوزی مقاومت بیشتری نسبت به سایر الیاف مصنوعی دارد. از آنجا که بتن یکی از پرکاربردترین مصالح در ساخت و سازها به شمار می رود، هرگونه پژوهش درزمینه ی بهبود خواص این ماده می تواند تأثیر شگرفی بر روند ساخت و سازها بگذارد. از طرفی یکی از عمده ترین ضعف های این نوع مصالح مقاومت برشی پایین آن است. در مناطق لرزه خیز و در سازه های بلند نیروی برشی ایجاد شده در اجزای باربر در اثرپدیده ی زلزله باعث افزایش ابعاد و در نتیجه افزایش جرم مشارکت کننده در زلزله و به دنبال آن رشد نیروی دریافتی می گردد. به همین دلیل افزایش مقاومت برشی و شکل پذیری برشی بتن برای سازه ها سود مند بوده ومقاومت آنهارا در برابر زلزله افزایش می دهد. در این پروژه با استناد به برداشت های آزمایشگاهی نشان داده می شود که مقاومت برشی و شکل پذیری برشی بتن را با استفاده از الیاف بارچیپ تا حد چشمگیری افزایش می یابد.نتایج حاصله از این پژوهش عبارت اند از: مقاومت کششی بتن و شاتکریت به ترتیب 25و16 درصد افزایش می یابد، همچنین مقاومت برشی بتن و شاتکریت 12درصد افزایش داشته است، مقاومت چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی نمونه های بتنی، مقاومت چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی نمونه های شاتکریتی به ترتیب 10، 11 ، 5 ، 14 افزایش می یابد.میزان بهینه الیاف برای بتن5.5 کیلوگرم در متر مکعب و برای شاتکریت 5 به دست آمد.