پـمپ بـتن چیسـت؟
آشنایی با پمپ‌های بتن: انواع، مزایا و نکات کلیدی در استفاده
انواع پمپ بتن را در این مقاله بررسی خواهیم کرد. پمپ بتن به دستگاهی می‌گویند که وظیفه انتقال بتن از میکسر و به کمک لوله به محل مورد نظر را بر عهده دارد. در واقع، در صنایع مختلف، بهترین، سریع‌ترین و دقیق‌ترین روش برای انتقال و جابجایی مواد، به‌ویژه بتن، پمپاژ است که در آن نوع مسیر دسترسی اهمیتی ندارد. پمپ‌های بتن با توجه به مشخصات فنی این مخلوط، با مکانیسم ورود و خروج پیوسته، از سفت شدن آن در حین انتقال جلوگیری می‌کنند. (ویدئو پمپ دکل)
مزایای استفاده از پمپ بتن
-
سرعت بالا: پمپ بتن به‌طور قابل‌توجهی سرعت انجام عملیات بتن‌ریزی را افزایش میدهد.
-
دقت در توزیع: پمپ بتن به‌ویژه در پروژههای پیچیده، توزیع دقیق و یکنواخت بتن را در مقاطع مختلف تضمین می‌کند.
-
دسترسی به مناطق دشوار: پمپ‌های دکل‌دار امکان پمپاژ بتن به طبقات بالای ساختمان یا در پروژههای با دسترسی محدود را فراهم می‌آورد.
نکات مهم در استفاده از پمپ بتن
-
انتخاب پمپ مناسب: بسته به نوع پروژه و محل قرارگیری مقطع و نیاز به انتقال بتن به فواصل مختلف، انتخاب نوع پمپ (ثابت یا دکل‌دار) بسیار مهم است.
-
تنظیم طرح اختلاط و تولید بتن: برای جلوگیری از گرفتگی لوله‌ها یا شلنگ‌ها، بتن باید به‌درستی و تحت شرایطی مناسب تولید و اجرا شود، منظور از این موضوع بررسی روانی و کارایی بتن برای جهت پمپ‌پذیری و ثابت مشخصات بتن تازه می‌باشــد.
-
نگهداری و بررسی پمپ: برای اطمینان از عملکرد صحیح پمپ بتن، باید به‌طور دوره‌ای وضعیت دستگاه، لوله‌ها و شلنگ‌ها بررسی شود. همچنین، باید از نبود انسداد در لوله‌ها و شلنگ‌ها، خرابی احتمالی در پمپ و اتصالات اطمینان حاصل کرد تا از اختلال در جریان بتن و کاهش عمر دستگاه جلوگیری شود.
انواع پمپ بتن بر اساس تجهیزات استفاده شده:
پمپ‌های بتن معمولاً به دو دسته تقسیم می‌شوند:
-
پمپ‌های ثابت یا پمپ‌های زمینی (Stationary Pump)
-
پمپ‌های هوایی یا پمپ‌های دکل‌دار (Boom Pump)
پمپ‌های ثابت یا پمپ‌های زمینی (Stationary Pump): این پمپ‌ها معمولاً برای پروژه‌هایی که نیاز به پمپاژ بتن در فواصل طولانی دارند استفاده می‌شوند.پمپ‌های ثابت برای انتقال بتن از لوله‌های فلزی، معمولاً ساخته‌شده از فولاد یا چدن، استفاده می‌کنند. همچنین، شلنگ‌های انعطاف‌پذیر با جنس پلاستیک یا پلیمرهای مختلف نیز در این فرآیند به کار می‌روند.
پمپ‌های دکل‌دار (Boom Pump): این نوع پمپ‌ها دارای دکل بلند و قابل‌تنظیم هستند که از طریق دکل متحرک، امکان انتقال بتن به طبقات بالاتر یا مکان‌های با دسترسی دشوار را فراهم می‌آورد.
در ادامه به بررسی دقیق‌تر این نوع پمپ‌ها می‌پردازیم.
فرآیند پمپـاژ کردن بتن شامل مراحل زیر است:
-
ورود بتن از تراک میکسر: بتن آماده که از تراک میکسر به داخل پمپ منتقل می‌شود، ابتدا وارد مخزن پمپ می‌شود. تراک میکسر با انتقال بتن به پمپ، وظیفه مخلوط کردن و نگهداری بتن تا زمان پمپاژ را انجام میدهد.
-
پمپ شدن بتن: پس از وارد شدن بتن به پمپ، دستگاه با استفاده از فشار، بتن را از طریق شلنگ‌ها یا لوله‌های فولادی به مقصد مورد نظر منتقل می‌کند. این فشار معمولاً با استفاده از یک پیستون یا سیلندر هیدرولیک ایجاد می‌شود.
-
توزیع بتن در مقطع: در این مرحله، بتن به‌طور کنترل شده و بصورت یکنواخت در محل ریخته می‌شود.
پمپ هوایی یا دکل‌دار(Boom Pump):
یکی از انواع پمپ بتن, پمپ بتن هوایی که به آن‌ها پمپ دکل یا پمپ بوم هم می‌گویند برای پروژه‌هایی بزرگ که دقت بالایی نیاز دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد.بوم شامل بازوهای متحرک و انعطاف‌پذیری است که لوله‌های انتقال روی آن‌ها قرار دارند و بتن را به مقاطع مرتفع، نقاط دوردست و مکان‌هایی که جابجایی زمینی در آن‌ها ممکن نیست، منتقل می‌کنند.
مزایا و معایب پمپ‌های هوایی (دکـل‌دار):
استفاده از ساختمان‌هایی ارتفاع زیاد دارند، افزایش سرعت و میزان بتن‌ریزی، امکان نصب بر روی کامیون یا سطوح محکم به منظور جابجایی بهتر، قدرت و توان پمپاژ بیشتر، نیرو‌های انسانی کمتری در پروژه درگیر می‌شوند، نیازی به نصب لوله‌های انتقال نیست زیرا توسط بازوهای جابجایی انجام می‌شود و حتی در پروژه‌هایی که امکان دسترسی را به سختی دارند و یا در تونل‌های پیچیده به راحتی امکان‌پـذیر می‌شود. با این حال عیب پمپ بتن هوایی این است که نیرو اپراتور باید حتماً ماهر و کارآزموده باشد و در پروژههای کوچک مقرون به صرفه نیست.ضمناً جنبه‌های ایمنی باید حتما به منظور جلوگیری از آسیب‌های جبران ناپذیر لحاظ شوند.
پمپ ثابت زمینی (Ground pump):
پمپ بتن زمینی یا خطی، نوع دیگری از پمپ‌ها براساس تجهیزات مورد استفاده است.امکان بهره‌مندی از نوع پمپ به شکل نصب شده روی کامیون و تریلر یا جداگانه وجود دارد. در این پمپ‌ها لوله‌های فلزی و لاستیکی را به ترتیب از مبدا تا مقصد نصب می‌کنند و پس از بررسی مسیر لوله‌کشی، تنظیم درز و اتصالات لوله‌ها و زانویی‌ها شروع به پمپاژ بتن می‌کنند.
مـزایا و معایب پمپ‌های زمینی:
می‌توان به منظور دستیایی به محل‌های مورد نظر طول لوله‌ها را افزایش داد، اما با این حال از پمپ زمینی نمی‌توان در پروژههای با مقاطعی مرتفع استفاده کرد، برای بکارگیری پمپ ثابت در پروژههای بزرگ می‌بایست روی طول نصب، مسیر نصب و تعداد زانویی‌ها و خم‌ها نظارتی مبنی بر حفظ کیفیت بتن وجود داشته باشد. این گونه پمپ‌ها قابلیت انتقال بتن بصورت افقی و عمودی را دارند و برای اجرا مسیر لوله‌ها می‌بایست بستر مناسب و مقاومی وجود داشته باشد.
انواع پمپ بتن بر اساس مکانیزم عملکرد
پمپ‌ها بر اساس مکانیزم عملکرد به دو نوع اصلی جابجایی مثبت (پیستونی گوشواره‌ای، پریستالتیک دنده‌ای دیافراگمی و دینامیک (آتش نشانی، شناور سانتریفیوژ) تقسیم می.شوند؛ از بین این موارد پمپ های پیستونی پریستالتیک و سانتریفیوژ برای انتقال بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پمپ پیستونی چگونه کار می‌کند؟
پمپ پیستونی یکی از انواع پمپ‌های جابجایی مثبت و متداول‌ترین دستگاه مورد استفاده برای پمپاژ بتن است. این نوع پمپ معمولاً از سوپاپ ورودی، سوپاپ خروجی، پیستون و سیلندر تشکیل می‌شود. از متداول ترین پمپ‌های جابجایی مثبت برای پمپاژ بتن می‌توان به پمپ‌های رفت و برگشتی با پیستون افقی و سوپاپ نیمه دوار اشاره کرد.
مکانیزم پمپ بتن در تصویر بالا نمایش داده شده است، پس از ریختن مخلوط به درون قیف نیروی جاذبه و مکش ناشی از حرکت رفت و برگشتی پیستون افقی باعث ورود مخلوط به درون سیلندر می.شود. با جلو و عقب رفتن پیستون سوپاپ‌های ورود و خروج تغییر وضعیت میدهد این مکانیزم از کارایی خوبی برای انتقال پیوسته بتن بهره می برد.
از مشخصات پمپ‌های پیستونی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
-
انتقال بتن تا 1000 متر به صورت افقی و 120 متر به صورت عمودی
-
نرخ پمپاژ 130 متر مکعب بتن در ساعت با لوله‌هایی به قطر 200 میلی‌متر
-
مناسب برای پروژههای بزرگ با حجم بتن‌ریزی زیاد
-
برطرف کردن گیر لوله به صورت خودکار
اصلی‌ترین محدودیت‌های پمپ بتن پیستونی، اقتصادی نبودن آن برای پروژههای کوچک و نیاز به تعمیر و نگهداری زیاد است.
پمپ پریستالتیک یا پمپ شلنگی چگونه کار می‌کند؟
پمپ غلتکی، پمپ شلنگی یا «پمپ پریستالتیک (Peristaltic Pump) یک دستگاه کوچک و قابل حمل برای انتقال بتن در احجام کم است. این پمپ نیز از انواع پمپ‌های جابجایی مثبت در نظر گرفته می‌شود.تصویر زیر، پیکربندی کلی پمپ بتن شلنگی را نشان میدهد.پس از ریختن بتن به درون قیف، تیغه‌های دوار مخلوط را گرفته و به داخل شلنگ انعطاف‌پذیر هدایت می‌کنند. این شلنگ به محفظه پمپ متصل است.
فشار منفی محفظه پمپ، مکش مخلوط به درون لوله داخلی را در پی دارد. در عین حال، غلتک‌های درون پمپ، با اعمال فشار بر روی بدنه لوله و بدون ایجاد تغییر در آن، باعث جریان پیوسته بتن و هدایت آن به سمت شلنگ خروجی می‌شوند. معمولا دو غلتک دوار بر روی سیستم دوران مرکزی قرار می‌گیرند. کارایی پمپ‌های شلنگی نسبت به پمپ‌های پیستونی کمتر است. از مشخصات اصلی این پمپ‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
-
نرخ پمپاژ 20 متر مکعب در ساعت با لوله‌هایی به قطر ۷۵ میلی‌متر
-
انتقال بتن تا 90 متر به صورت افقی و تا 30 متر به صورت عمودی
-
کم بودن نیاز به روغنکاری و تمیزکاری
-
مناسب برای پروژههای کوچک
اصلی‌ترین محدودیت‌های پمپ بتن شلنگی، کارایی پایین آن برای پروژههای بزرگ و توقف انتقال بتن‌ریزی هنگام گیر کردن لوله‌ها است.
پمپ سانتریفیوژ چکونه کار می‌کند؟
پمپ گریز از مرکز یا پمپ سانتریفیوژ (Centrifugal Pump) ، یکی دیگر از پمپ‌های متداول برای انتقال بتن (مخصوصا برای دوغاب) است. عمکلرد این نوع پمپ، بر مبنای انرژی حاصل از چرخش پروانه مرکزی است.
پروانه پمپ بتن سانتریفیوژ بر روی یک دیسک سوار می‌شود. ورود مخلوط به داخل پمپ از طریق مجرای تعبیه شده در محور مرکزی صورت می‌گیرد. سپس مخلوط بین پره‌های پروانه پخش می‌شود.
بخش پشتی پروانه به یک محور مرکزی دوار متصل است. این محور توسط یک موتور با سرعت بالا دوران می‌کند. انرژی گریز از مرکز ناشی از دوران پروانه و پره‌های آن، مخلوط را با سرعت زیاد به درون محفظه مارپیچی و مجرای خروجی هدایت می‌کند.
جمع‌بندی و نتیجه‌گیری
در نهایت، پمپ بتن یکی از ابزارهای حیاتی در پروژههای عمرانی است که انتقال بتن را سریع‌تر، دقیق‌تر و با کارایی بالاتر ممکن می‌سازد. انتخاب نوع مناسب پمپ، تنظیم دقیق طرح اختلاط بتن و نگهداری دوره‌ای از عوامل مهم برای اطمینان از عملکرد بهینه دستگاه‌ها هستند. با توجه به نوع پروژه، از پمپ‌های ثابت یا دکل‌دار استفاده می‌شود که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. پمپ‌های پیستونی، پریستالتیک و سانتریفیوژ بر اساس مکانیزم عملکرد، کارایی‌های مختلفی دارند که انتخاب آن‌ها به نیاز پروژه بستگی دارد. در نهایت، استفاده صحیح و منظم از پمپ‌های بتن می‌تواند به افزایش کیفیت و سرعت اجرای پروژههای بتن‌ریزی کمک کرده و از مشکلاتی مانند انسداد لوله‌ها یا کاهش عمر دستگاه جلوگیری کند. (۰ تا ۱۰۰ بتن ریزی)
