سبريتز بيتون (الخرسانة المرشوشة): التعريف والإنتاج والتطبيق

الخرسانة المرشوشة (المعروفة أيضاً باسم الخرسانة المرشوشة أو الخرسانة المرشوشة) هي خليط خرساني يتم إسقاطه هوائياً على سطح ما. في الممارسة العملية، يتم رش الخرسانة بسرعة عالية عن طريق رمح هواء مضغوط، دون استخدام القوالب الخرسانية ‍. يتم تصميم الخلطة بجرعة عالية من الأسمنت (عادةً ≥450 كجم/متر مكعب) ومواد مضافة معجلة لتحقيق تثبيت سريع للغاية (تأثير التثبيت السريع)‍. يتألف المزيج الأساسي من الماء والأسمنت والركام الناعم (بحد أقصى 8-10 مم) والمواد المضافة (مسرعات ومواد ملدنة فائقة وعوامل مقاومة للماء). هناك طريقتان للتثبيت: طريقة جافة (نقل المواد الجافة، مع حقن الماء/المسرع عند الحربة) وطريقة رطبة (نقل الخرسانة السائلة مع إضافة المسرّع فقط عند الحربة). في كلتا الحالتين، يؤدي التأثير عالي السرعة للنفث على السطح إلى ضغطه، مما يخلق طبقة كثيفة ومتماسكة. كما ورد في الأدبيات التقنية، فإن الخرسانة المرشوشة تتصرف "بشكل مشابه للخرسانة التقليدية"، ولكنها تتطلب تركيبة وإجراءات وضع محددة‍. في الواقع، وفقًا لمعيار EN 206، يُعتبر الخرسانة المرشوشة خرسانة خاصة ويجب تصميمها بنفس طريقة تصميم الخرسانة المصبوبة في المكان، ولكن مع إضافة الإضافات اللازمة للتصلب السريع.

المياه
الخرسانة
المضافة
الكريستال

مزايا استخدام سبريتز بيتون

  • سرعة التركيب: يتم استخدام سبريتزبيتون في عملية صب واحدة، مما يقلل من الوقت والتكاليف التي تستغرقها القوالب التقليدية. تتم عملية الصب والضغط بالكامل في وقت واحد. ويؤدي ذلك إلى تقليل وقت البناء بشكل كبير: وكما أشارت المصادر التقنية فإن سبريتز هي "طريقة البناء في المستقبل" بسبب مزايا الاقتصاد والمرونة والسرعة التي توفرها. بالنسبة لنفس التكلفة المادية، فإن استخدام الخرسانة المرشوشة يزيد من الإنتاجية في موقع البناء ويقلل من النفايات (الخردة) مقارنة بالصب التقليدي.
  • قابلية التكيّف الهندسي: تسمح هذه التقنية بتغطية الأسطح من أي شكل أو منحدر. في حالة عدم وجود قوالب، يمكن تنفيذ المصبوبات ذات الأشكال الأكثر تعقيداً (الجدران المنحنية، والأقبية ذات الأوج، والصخور غير المنتظمة). تلتصق كتلة الأسمنت المرشوشة على الفور بالركيزة عند التلامس، بفضل إضافات التثبيت، مما يضمن طلاءً متجانسًا حتى على الأسطح غير المستوية. هذه الخاصية تجعل Spritzbeton مفيداً بشكل خاص في ظروف التشغيل الصعبة (الأنفاق الطبيعية، وأغطية المنحدرات، والجدران الصخرية) حيث تواجه الأنظمة الأخرى صعوبة في الالتصاق.
  • الالتصاق ودقة الاستخدام: تلتصق المادة المرشوشة على الفور بالطبقة التحتية في لحظة التلامس. يكون التوزيع متجانسًا ومضغوطًا بشكل جيد، مما يقلل من الفراغات ويحسن من الالتصاق بالركيزة. وبفضل استخدام ألياف البوليمر الهيكلية أو إضافات محددة، يتم الحصول على خليط بلاستيكي يقلل من ارتداد المادة ويضمن تماسكاً ممتازاً حتى على الأسطح الرطبة. يمكن للرامي المتمرس التحكم في "تقشر" (ارتداد الركام) وطبقات الصب وتجنب العيوب الرئيسية.
  • الأداء الميكانيكي العالي: يتميز مزيج سبريتزبيتون بقوة عالية منذ الأيام الأولى بسبب المحتوى العالي من الأسمنت واستخدام المواد المضافة المعجلة. تكتسب المادة المتصلبة قوة ضغط كبيرة، بحيث يمكنها تحمل الأحمال الثقيلة والضغوط الديناميكية. وهذا هو بالضبط السبب في استخدام مادة سبريتز كبطانة دعم مؤقتة و(بفضل التقدم التكنولوجي) كبطانة هيكلية دائمة في الأنفاق وأعمال التدعيم‍. كما أن إضافة ألياف التسليح تزيد من ليونة البطانة ومقاومة الصدمات مما يسمح باحتواء التشققات الانكماشية.
  • عدم النفاذية الذاتية والمتانة: معجّلات (غالباً ما تعتمد على كبريتات الألومنيوم أو السيليكات) ومواد مضافة محددة تعطي الخرسانة المرشوشة خصائص مقاومة للماء منذ البداية. باستخدام التكنولوجيا المناسبة (مثل الخلطات المتبلورة أو الخلطات المحبة للماء)، يمكن أن يضمن سبريتزبيتون مصفوفة ذاتية الحماية قادرة على إصلاح الشقوق الشعرية ذاتيًا ومقاومة العدوان الكيميائي للماء وهذا يجعله مثاليًا في حالات الدفع الهيدروليكي المضاد أو عندما لا يمكن تركيب أغشية مقاومة للماء المستمرة.
  • السلامة والاستدامة: نظرًا لأن عملية التمديد تتم في عملية رش واحدة، يتم تقليل تشتت غبار الأسمنت ومناولة المواد في الموقع بشكل كبير مقارنةً بالطرق التقليدية. وهذا يحسِّن من سلامة المشغل ويقلل من الأثر البيئي (وسائل نقل أقل، ونفايات أقل).
  • المقارنة مع أنظمة الطلاء والعزل المائي الأخرى

    • مقارنةً بالخرسانة المصبوبة التقليدية (خرسانة القوالب): الميزة الرئيسية للخرسانة الرذاذية هي عدم وجود قوالب صب الخرسانة والصب مرة واحدة، مما يسرع العمل بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، تلتصق الخرسانة المرشوشة بالركيزة دون الحاجة إلى دعامات مؤقتة، مما يسمح بالعمل في الحفريات المفتوحة. من ناحية أخرى، تتطلب هذه التقنية مشغلين متخصصين للتحكم في جودة الصب: يمكن أن يتسبب الرذاذ قليل الخبرة في حدوث عيوب مثل ضعف الالتصاق أو التفريغ بين الطبقات أو الارتداد العالي للركام (النفايات). بينما في الخرسانة التقليدية، يكون الضغط ميكانيكيًا في الخرسانة التقليدية، أما في الخرسانة الرذاذية، فيعتمد على تأثير الصب والمواد المضافة؛ لذلك يلزم وضع طبقات مناسبة ومعالجات معالجة محددة (غالبًا ما يتم عمل قوالب بسماكة 5-10 سم مع مجموعة رطبة).
    • بالمقارنة مع أنظمة العزل المائي التقليدية(الأغشية): توفر الأغشية الجاهزة (PVC، التكسية الأرضية من البنتونيت، والطلاءات البيتومينية) حواجز مرنة متواصلة، وغالبًا ما تكون أكثر ضمانًا ضد التسرب. أما سبريتزبيتون، من ناحية أخرى، فيقوم بإنشاء طلاء صلب وحامل ملحوم بالطبقة السفلية بدون وصلات أو نقاط حرجة. هذه الخاصية تجعله مفيدًا عندما تكون هناك حاجة إلى العزل المائي والتعزيز الهيكلي في وقت واحد - على سبيل المثال في الأنفاق ذات الدفع الهيدروليكي المضاد القوي أو في وجود تكوينات صخرية غير منتظمة. وعلى العكس من ذلك، يكون الغشاء أكثر قابلية للتحكم من حيث عدم النفاذية في حالة الضغوطات الموضعية، في حين أن الرذاذ يتطلب مزيجًا مناسبًا لضمان العزل (مثل الإضافات المتبلورة أو الطلاءات الطاردة للماء).
    • مقارنةً بطبقات الطلاء الأسمنتية الأخرى (الملاط والجص المقوى): تتميز ملاط العزل المائي أو الجص التقليدي بسماكة محدودة ولا تحتوي على ركامات حجمية. من ناحية أخرى، يحتوي سبريتزبيتون، من ناحية أخرى، على تركيبة مماثلة للخرسانة الإنشائية، مما يعطي سماكة أكبر وقدرة تحميل إضافية للطلاء. إذا كانت هناك حاجة إلى تقوية سطحية بحتة أو معالجة خفيفة فقط، فقد يكون الملاط القاري أو العازل للماء أفضل لسهولة الاستخدام. أما بالنسبة للأعمال الإنشائية أو التدعيم الفعلي، فإن ملاط الرذاذ يكون أكثر فعالية بشكل عام.

    مجالات الاستخدام الرئيسية في الأعمال تحت الأرض

    يستخدم Spritzbeton على نطاق واسع في أعمال التدعيم تحت الأرض والتركيبات بسبب تعدد استخداماته. وعلى وجه الخصوص:

    • الأنفاق والأنفاق - يُستخدم سبريتزبيتون في التبطين النهائي أو المؤقت لأنفاق الطرق والسكك الحديدية والمترو (أيضًا في حالة وجود مياه جوفية). في أنفاق NATM (الطريقة النمساوية الجديدة)، غالبًا ما يكون نظام الدعم الأساسي: فهو يوقف سقوط المواد ويعمل بمثابة العزل المائي الأول. في الأنفاق المتدهورة، يتيح الرذاذ إمكانية إعادة بناء القبو والواجهات حتى السماكة المطلوبة بتدخل سريع، مما يؤدي إلى بطانة متجانسة ومقاومة للماء.
    • أقبية وخزانات الطابق السفلي - في غرف الطابق السفلي (الأقبية ومواقف السيارات تحت الأرض) أو في أحواض تجميع المياه، يمكن أن يحل سبريتزبيتون محل نظام العزل المائي العادي أو يكمله. فهو يشكل طبقة متينة ومقاومة للماء تحمي الهيكل من التسرب. وبفضل الإضافات الطاردة للماء، فإنه يحافظ على المتانة حتى تحت مستوى الماء.
    • مواقف السيارات تحت الأرض - في مواقف السيارات تحت الأرض وحفريات الأساسات الواسعة النطاق، يتم استخدام سبريتزبيتون في الجدران السفلية والأسقف الخرسانية المرشوشة. التركيب السريع مفيد لتقليل التعطيل إلى الحد الأدنى، كما توفر المادة مقاومة للإجهاد الناجم عن التربة المحيطة.
    • تدعيم المنحدرات والمنحدرات - عند تطبيقه على المنحدرات الطبيعية أو الاصطناعية، يعمل سبريتزبيتون على تدعيم التضاريس غير المستقرة ويوقف جريان المياه. وبالاقتران مع الشباك أو المسامير أو مسامير التثبيت أو مسامير التثبيت، فإنه يعمل على تثبيت الصخور والحطام على المنحدرات. ويُستخدم بشكل خاص على جدران الحفريات شديدة الانحدار (أكثر من 40 درجة) حيث لا يلتصق الجص التقليدي.
    • الهياكل الاستنادية المدفونة - في بناء أو إعادة تأهيل الخوازيق المدفوعة والأغشية والأكوام الدقيقة والأكوام الصفائحية، يتم استخدام الخرسانة المرشوشة كطبقة تثبيت أو كتعزيز خارجي. على سبيل المثال، بعد وضع الأوتاد الشعاعية في جدار مسمر، يتم تغطية التعزيز بطبقة من الخرسانة المرشوشة لتوزيع الضغوط ومقاومة الجدار للماء.
    • الأشغال الهيدروليكية والقنوات - يستخدم سبريتزبيتون أيضاً في المنشآت الهيدروليكية (أحواض وقنوات وأحواض) للترميم أو التبطين الداخلي. في إعادة تأهيل الأحواض والقنوات المفتوحة، فإن السرعة التي يمكن بها وضع كميات كبيرة من سبريتزبيتون تجعلها فعالة من حيث التكلفة مقارنة بالمسبوكات التقليدية. تحمي المصفوفة المقاومة للماء الهياكل من الجريان السطحي.

    الاحتياطات الفنية والمراجع التنظيمية

    لتحقيق نتائج موثوقة باستخدام سبريتزبيتون، من الضروري اتباع ممارسات الاستخدام الجيدة. على سبيل المثال، يتطلب إعداد الركيزة غسل الركيزة بالضغط العالي لإزالة الغبار والأجزاء السائبة، يلي ذلك تشبع الركيزة إلى سطح جاف (طريقة SSD) قبل الرش. في الموقع، يكون الاتجاه السائد هو الصب في طبقات متعاقبة بسماكة معتدلة (على سبيل المثال 5-10 سم) مع المعالجة الرطبة بين كل طبقة وأخرى لضمان استمرارية الهيكل وتقليل التشقق. يجب أن يشتمل تصميم الخلطة على أسمنت بورتلاند من فئة مناسبة، وركام مختار (بدون معادن تفاعلية وصغيرة الحجم) وألياف تقوية إذا لزم الأمر. يوصى على وجه الخصوص، المعجلات الخالية من القلويات (القائمة على الكبريتات) لأنها تقلل من الارتداد وتزيد من القوة بمرور الوقت مقارنةً بالسيليكات التقليدية.

    من وجهة نظر تنظيمية، يخضع سبريتزبيتون لنفس القواعد التي تخضع لها الخرسانة العادية. تتطلب المعايير الفنية للبناء (NTC 2018) استخدام المواد التي تحمل علامة CE (الأسمنت وفقًا للمعيار UNI EN 197-1، والركام وفقًا للمعيار UNI EN 12620/8520)، والتحكم في الإنتاج في المصنع (FPC) والإعلان عن فئات التعرض البيئي (على سبيل المثال XC4 و XA2 للبيئات الرطبة). تحدد المواصفة القياسية UNI EN 206-1 الخرسانة المضمونة الأداء، وتحدد أن الخرسانة المرشوشة هي إحدى الخرسانات الخاصة. ومن وجهة نظر التصميم، توفر المواصفة القياسية الإيطالية UNI EN 14487-1:2023 (التي تم نقلها إلى الخرسانة المرشوشة) المتطلبات المحددة لهذا النوع من الصب؛ وبالمثل، تحدد المواصفة القياسية UNI EN 14488-2:2006 الاختبارات في الموقع على قوة الخرسانة المرشوشة الفتية. من الناحية العملية، ينطبق ما ورد في هذه المراجع: على سبيل المثال، يتم إجراء قياس قوة الانضغاط على العينات التي تم الحصول عليها باستخدام إجراءات مطابقة للصب بالرش (بعد الكربنة المستقرة).

    باختصار، يجب على المصممين والمقاولين التعامل مع خرسانة سبريتزبيتون مثل الخرسانة التقليدية من وجهة نظر المعايير (الحد الأدنى للفئة C30/37 أو أعلى حسب الحالة، ونسبة w/c ≤0.50، وعينات الاختبار واختبار Rck)، ولكن مع دمج متطلبات التمديد الفنية: الركيزة النظيفة والمشبعة، والاستخدام الصحيح للمواد المضافة، والمشغلين المؤهلين والمعالجة الخاضعة للرقابة. وهذا يزيد من فوائد سبريتزبيتون إلى أقصى حد، مما يضمن طلاء سريع ومتماسك ودائم، كما هو مطلوب في الأعمال الحديثة تحت الأرض.

    10
    سنوات من الخبرة
    80
    المنتجات
    15

    MLN

    من الأمتار المربعة من الأسطح المغلقة
    تعمل في
    4
    القارات
    100

    %

    قابلية إعادة التدوير
    65

    %

    تقليل البصمة
    البيئية