پمپ بتن چیست و چگونه کار می کند؟

پمپ بتن یکی از دستگاه‌های پرکابرد برای انتقال و جانمایی مخلوط دوغاب، ملات و بتن تازه در محل مورد نیاز است. پمپ‌های بتن به دلیل افزایش راندمان عملیات بتن‌ریزی، از محبوبیت و کاربرد زیادی در پروژه‌های متوسط تا بزرگ برخوردار هستند. در این مقاله، به معرفی انواع، اجزا، ویژگی‌ها، نحوه انتخاب، مزایا و معایب پمپ بتن می‌پردازیم. در انتها نیز، به مشخصات بتن مناسب برای پمپاژ یا اصطلاحا بتن پمپی اشاره می‌کنیم. فهرست مطالب این نوشته بتن ریزی چیست؟ پمپ بتن چیست؟ پمپ بتن چگونه کار می کند ؟ انواع پمپ بتن چه هستند؟ انتخاب پمپ بتن مناسب چگونه انجام می‌شود؟ الزامات ایمنی و اجرایی پمپ بتن چه هستند؟ مزایای پمپ بتن چه هستند؟ معایب پمپ بتن چه هستند؟ مشخصات بتن پمپی چه هستند؟ معرفی فیلم آموزش روش‌های اجرای سازه‌‌های بتنی و فولادی و مدیریت مصالح ساختمانی سوالات متداول پمپ بتن بتن ریزی چیست؟ بتن ریزی فرآیند آماده‌سازی (قالب‌بندی)، اختلاط، انتقال، ریختن، تراکم، پرداخت و عمل آوری مخلوط سیمانی برای اجرای سازه‌های بتنی است. در هر یک از این مراحل، تجهیزات مخصوصی نظیر میکسر، انتقال دهنده، ویبراتور و ابزار پرداخت (ماله و شمشه) مورد استفاده قرار می‌گیرند. مراحل بتن‌ریزی از اهمیت بالایی در کیفیت سازه بتنی برخوردار هستند و اجرای نامناسب آن‌ها می‌تواند هزینه‌های مالی و حتی آسیب‌های جانی زیادی را در پی داشته باشد. انتقال بتن چگونه انجام می‌شود؟ انتقال بتن، فرآیند جابجایی بتن تازه از محل ساخت و یا اختلاط به محل اجرا است. این فرآیند، بر روی سرعت عملیات‌های بتن‌ریزی و کیفیت نهایی سازه بتنی به طور مستقیم تاثیر می‌گذارد. تجهیزات و روش‌های مختلفی برای انتقال بتن وجود دارند که از شناخته‌شده‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: تشت ملات فرغون یا چرخ دستی سطل جرثقیل و تله کابین شوت یا ناوه شیب‌دار بالابر تراک میکسر نوار نقاله پمپ و لوله ترمی بیل مکانیکی و کامیون ریل و واگن با توجه پارامترهایی نظیر مقیاس پروژه، فاصله محل ساخت بتن و غیره می‌توان هر یک از روش‌های معرفی شده را به منظور انتقال بتن مورد استفاده قرار داد. به طور کلی، انتقال بتن باید به گونه‌ای صورت گیرد که از جدا شدن مواد، هدررفت مصالح و از دست دادن حالت خمیری بتن در بتن‌ریزی‌های متوالی جلوگیری شود. پمپ بتن چیست؟ «پمپ بتن» (Concrete Pump)، دستگاهی است که بتن تازه را از درون میسکر و توسط لوله به محل مورد نیاز منتقل می‌کند. پمپاژ به عنوان پرکاربردترین، مطمئن‌ترین و دقیق‌ترین روش انتقال و جانمایی بتن در پروژه‌های متوسط تا بزرگ با هر نوع مسیر دسترسی (ساده تا پیچیده، شیب افقی تا عمودی) شناخته می‌شود. استفاده از پمپ بتن به چه دورانی باز می‌گردد؟ تا اوایل قرن ۲۰ میلادی (اواخر قرن ۱۳ شمسی)، اختلاط بتن در محل پروژه و انتقال آن به قالب بتن توسط فرغون (حمل دستی) یا محفظه‌های بزرگ (حمل با جرثقیل) صورت می‌گرفت. در آن دوران، بخش زیادی از زمان اجرای پروژه، صرف انتقال بتن می‌شد. در سال ۱۹۲۷ میلادی (۱۳۰۶ شمسی)، دو مهندس آلمانی به نام‌های «مکس گیز» (Max Giese) و «فریتز هول» (Fritz Hull)، ایده پمپ کردن بتن از درون لوله را مطرح کردند. با اجرایی کردن این ایده، آن‌ها موفق به انتقال بتن تا ارتفاع ۳۸ متر و فاصله ۱۲۰ متر شدند. کاربرد پمپ بتن چیست؟ کاربرد پمپ بتن، انتقال مخلوط سیمانی و ریختن آن به درون قالب است. این روش، برای بتن‌ریزی در اکثر پروژه‌های متوسط تا بزرگ عمرانی (ساخت سازه) و معدنی (پر کردن فضای خالی) مورد استفاده قرار می‌گیرد. از سازه‌های بتنی قابل اجرا توسط پمپ بتن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: ساختمان‌های مسکونی (چند طبقه)، تجاری، عمومی، صنعتی پل سد تونل و سازه‌های زیرزمینی سازه‌های دریایی سازه‌هایی با دسترسی دشوار هدف پمپ بتن چیست؟ هدف استفاده از پمپ بتن، صرفه‌جویی در زمان، هزینه و انرژی در حین اجرای عملیات‌های بتن‌ریزی در مقیاس کوچک تا بزرگ است. پمپ بتن، به جای انتقال گسسته (بچ به بچ) مخلوط، امکان جانمایی دقیق و پیوسته مخلوط در محل مورد نیاز را فراهم می‌کند. پمپ بتن چگونه کار می کند ؟ مکانیزم‌های مختلفی برای پمپاژ مخلوط‌های سیمانی وجود دارند. با این حال، متداول‌ترین مکانیزم مورد استفاده برای انتقال این مخلوط‌ها، مکش و تخلیه است. بتن یک مخلوط سنگین، ساینده، با ویسکوزته بالا و تکه‌های سنگ سخت است. در صورت عدم تحرک، مخلوط بتن تازه سخت می‌شوند و امکان جابجایی خود را از دست می‌دهد. مکانیزم پمپاژ بتن بر اساس ورود و خروج پیوسته مخلوط برای جلوگیری از سخت شدن آن در حین انتقال است. در این بخش، نحوه عملکرد یک پمپ بتن پیستونی با دو سیلندر را توضیح می‌دهیم. در بخش بعدی، مکانیزم انواع دیگر پمپ‌های بتن را نیز مورد بررسی قرار خواهیم داد. در پمپ پیستونی نمایش داده شده در تصویر زیر، با ورود بتن تازه به درون قیف، یکی از پیستون‌ها، مخلوط را به داخل سیلندر خود می‌کشد. با عقب رفتن این پیستون، پیستون دیگر به سمت جلو حرکت می‌کند. در مرحله بعد، بتن موجود در پمپ به سمت لوله تخلیه فشار داده می‌شود. در عین حال، پیستون دیگر به سمت عقب حرکت کرده و مخلوط بتن را از درون قیف به درون سیلندر خود می‌کشد. مکانیزم مکش و تخلیه بتن درون سیلندر پمپ مکانیزم مکش و تخلیه بتن درون سیلندر پمپ با رسیدن پیستون به نقطه انتهایی، موقعیت سوپاپ (دریچه ورود و خروج) تغییر می‌کند. این سوپاپ، مسیر اتصال سیلندر به قیف یا لوله تخلیه را تغییر می‌دهد. با جابجایی سوپاپ، وظیفه پیستون‌ها در مکش و تخلیه برعکس می‌شود. مکانیزم تغییر محل سوپاپ و جابجایی پیستون‌ها مکانیزم تغییر محل سوپاپ و جابجایی پیستون‌ها انواع پمپ بتن چه هستند؟ پمپ‌های بتن با توجه به مکانیزم عملکرد (جابجایی مثبت، سانتریفیوژ، پریستالتیک)، تجهیزات مورد استفاده (هوایی، زمینی)، منبع تامین انرژی، کاربرد (عمومی یا تخصصی) و قابلیت جابجایی (ثابت یا متحرک) به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند. البته انواع پمپ‌ها بسیار زیاد و متنوع است. با این وجود، در این بخش فقط به معرفی رایج‌ترین پمپ‌های مورد استفاده برای انتقال مخلوط‌های سیمانی می‌پردازیم. انواع پمپ بتن بر اساس تجهیزات مورد استفاده چه هستند؟ پمپ‌های بتن بر اساس تجهیزات مورد استفاده معمولا به دو نوع اصلی پمپ‌های هوایی (بوم) و زمینی تقسیم‌بندی می‌شوند. پمپ بتن هوایی چیست؟ پمپ بتن هوایی، دکل بتن ریزی یا «پمپ بوم» (Boom Pump)، یکی از انواع پمپ‌های مورد استفاده برای انتقال بتن در پروژه‌های بزرگ با دقت بالا است. تجهیزات این پمپ معمولا بر روی یک کامیون یا تریلر نصب می‌شوند. انتقال بتن نیز از طریق لوله‌های تعبیه شده بر روی چند بازوی متحرک و انعطاف‌پذیر به نام بوم صورت می‌گیرد. تراک میکسر، بتن را به درون قیف پمپ می‌ریزد. چرخش تیغه‌های مارپیچی درون قیف، از سفت شدن مخلوط و مش قرار گرفته بر روی دهانه ورودی آن، از ورود سنگ‌های درشت و گرفتن پمپ جلوگیری می‌کند. ثابت بودن محل تجهیزات پمپ بوم، باعث تردد بهتر وسایل و تجهیزات دیگر در پروژه می‌شود. سیستم پمپاژ پمپ‌های هوایی معمولا از نوع جابجایی مثبت رفت و برگشتی با دو سیلندر است. تصویر زیر، اجزای مختلف یک پمپ هوایی یا پمپ بوم بتن را نمایش می‌دهد. در هنگام انتقال و ریختن بتن توسط این تجهیزات، کامیون یا تریلر معمولا در یک محل مشخص، ثابت می‌ماند. اجزای پمپ هوایی بتن اجزای پمپ هوایی بتن بخش‌های نمایش داده شده در تصویر بالا عبارت هستند از: کابین اپراتور بوم یا تیرک اول بوم دوم لوله انتقال شلنگ انتهایی سیلندر بوم دوم سیلندر بوم اول سیستم چرخش پایه یا دکل ثابت کننده تجهیزات واحد پمپاژ کارایی پمپ‌های هوایی، باعث گسترش بسیار زیاد آن‌ها به جای پمپ‌های قدیمی شده است. از مزایای پمپ هوایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: قابلیت انتقال بتن به ارتفاعات بالا در سازه‌های بلند سرعت و حجم بتن‌ریزی بالا امکان نصب تجهیزات پمپ هوایی بر روی کامیون و جابجایی راحت آن‌ها امکان نصب بر روی سطوح مستحکم به منظور افزایش ظرفیت پمپاژ کاهش هزینه نیروی انسانی به دلیل بتن‌ریزی خودکار عدم نیاز به نصب و جانمایی لوله‌های انتقال دسترسی راحت به نواحی بدون دسترسی (دسترسی دشوار) اجرای راحت بتن‌ریزی در تونل‌های پیچیده محدودیت‌های پمپ‌های هوایی عبارت هستند از: نیاز به نیروی کار ماهر هزینه بالا برای پروژه‌های کوچک احتمال بروز حادثه برای کارکنان و سازه‌های اطراف به دلیل ابعاد بزرگ و وزن سنگین ابعاد پمپ بتن هوایی چقدر است؟ ابعاد پمپ بوم با توجه به طول تجهیزات آن بین ۱۵ تا ۷۰ متر تغییر می‌کند. پمپ بتن زمینی چیست؟ «پمپ زمینی» (Ground Pump) یا «پمپ خطی» (Line Pump)، یکی دیگر از دستگاه‌های پرکاربرد برای انتقال بتن است. این نوع پمپ را می‌توان هم به صورت مجزا و هم به صورت نصب شده بر روی کامیون یا تریلر استفاده کرد. برای انتقال بتن در پمپ زمینی، مجموعه‌ای از لوله‌های فولادی یا لاستیکی به صورت دستی از محل قرارگیری پمپ تا محل بتن‌ریزی نصب می‌شوند. در این نوع پمپ نیز مانند پمپ‌های هوایی، تخلیه بتن به درون قیف توسط تراک میکسر صورت می‌گیرد. تصویر زیر، اجزای یک پمپ بتن زمینی نصب شده بر روی کامیون را نمایش می‌دهد.