پمپ بتن چیست؟
پمپ وسیله‌ای است که انتقال مواد را با حجم و فشار بالا انجام می‌دهد. پمپ بتن یکی از انواع پمپ‌هاست که به‌طور اختصاصی برای جابجایی بتن با حجم و فشار مشخص در پروژه‌های عمرانی کاربرد دارد. شرط استفاده از این دستگاه، آن است که تا قبل از سفت شدن اولیه بتن عملیات انتقال صورت بگیرد. با استفاده از این پمپ‌ها می‌توان به‌راحتی در شرایط گوناگون عملیات بتن ریزی را انجام دارد.
اکنون که در حال مطالعه این مقاله هستید، نزدیک به یک قرن از ابداع اولین دستگاه پمپ مکانیکی بتن سپر شده است. در تمام این سال‌ها، شاهد عرضه دستگاه‌های جدید با تکنولوژی‌های پیشرفته بوده‌ایم که هر یک کاربردهای خاصی دارند.
مزیت های پمپ بتن
استفاده از دستگاه‌های پمپ بتن در پروژه‌های ساخت و ساز چند مزیت مهم به‌همراه دارد که عبارت‌اند از:
- سرعت بتن ریزی در پروژه‌ها افزایش پیدا می‌کند.
- بتن ریزی در نقاط با دسترسی محدود و ارتفاعات به‌مراتب راحت‌تر انجام می‌گیرد.
- کیفیت بتن ریزی به‌دلیل تاثیرناپذیری دستگاه از شرایط آب و هوایی ارتقا پیدا می‌کند.
- نیاز به نیروی انسانی برای انجام عملیات بتن ریزی کاهش پیدا می‌کند.
- عملیات بتن ریزی در تمام شرایط به‌صورت یکسان انجام می‌گیرد.
مطلب مرتبط: انواع قطعات بتنی پیش ساخته در ساختمان سازی
انواع پمپ بتن
معیارهای مختلفی برای دسته‌بندی انواع پمپ بتن وجود دارند که در اینجا به بررسی هریک از آن‌ها می‌پردازیم.
انواع پمپ بتن بر اساس تجهیزات استفاده شده
قطعات مختلفی در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند تا یک پمپ بتن ساخته شود و وظیفه انتقال بتن را انجام دهد. جالب است بدانید که قطعات بکاررفته در این تجهیزات با هم تفاوت دارند. بر این اساس برخی از پمپ‌ها فقط برای استفاده روی سطح زمین مناسب هستند؛ اما بعضی دیگر برای پمپاژ بتن در ارتفاع نیز کاربرد دارند.
در همین راستا انواع پمپ‌های بتن بر اساس تجهیزات استفاده شده را می‌توان به دو گروه زیر تقسیم کرد:
۱. پمپ بتن هوایی (Boom Pump)
نام دیگر این دستگاه پمپ دکل یا بوم است. گاهی اوقات در یک پروژه نیاز به بتن ریزی در نقاطی وجود دارد که دسترسی مناسبی به آن‌ها وجود ندارد. بتن ریزی در ساختمان‌های مرتفع یا نواحی زیر زمینی نمونه‌ای از این شرایط به حساب می‌آیند. در این حالت پمپ بتن هوایی با برخورداری از بازوهای متحرک و انعطاف‌پذیر به شما کمک می‌کند تا لوله‌های بتن ریزی خروجی پمپ را به نقاط مختلف هدایت کنید. به این ترتیب عملیات بتن ریزی با سرعت و دقت بالایی صورت می‌گیرد.
این دسته از بتن‌ها قابلیت جابجایی دارند. به‌عبارت دیگر می‌توان آن‌ها را روی ماشین‌های سنگین سوار کرد و در محل پروژه جابجا نمود. همچنین نیاز به لوله‌های انتقال بتن با طول زیاد وجود ندارد؛ چرا که بازوهای دستگاه این نقش را ایفا می‌کنند. البته فراموش نکنید که کار کردن با پمپ‌های بوم نسبتا تخصصی است و اپراتور ماهر نیاز دارد.
۲. پمپ بتن زمینی (Ground Pump)
در بسیاری از پروژه‌های عمرانی اولویت با استفاده از پمپ بتن زمینی است که به‌عنوان پمپ خطی نیز شناخته می‌شوند. این دستگاه‌ها روی زمین در محل پروژه نصب می‌شوند. از یک طرف به تراک میکسر متصل هستند که در واقع خط تامین بتن مایع را فعال نگه می‌دارد. در خروجی این بتن‌ها لوله‌های عمدتا پلاستیکی قرار می‌گیرند که با هدایت اپراتور، بتن را در موقعیت مد نظر تخلیه می‌کنند. استفاده از پمپ‌های بتن زمینی به‌مراتب آسان‌تر از دکل‌های هوایی است و معمولا برای بتن ریزی فونداسیون در پروژه‌های ساختمان سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع پمپ بتن بر اساس مکانیسم عملکرد
نحوه عملکرد پمپ بتن به چه صورت است؟ در واقع بتن از لحظه ورود تا خروج از این دستگاه چه فرآیندی را طی می‌کند؟ بر این اساس انواع پمپ بتن را می‌توان به سه دسته اصلی تقسیم کرد که عبارت‌اند از:
۱. پمپ بتن پیستونی (Piston Concrete Pump)
پمپ‌های پیستونی شبیه به موتور خودرو کار می‌کنند. به این صورت که با حرکت یک پیستون درون محفظه، خلاء ایجاد می‌شود. به این ترتیب بتن مایع با سرعت به درون محفظه مکش می‌شود. سپس با بسته شدن مسیر ورودی، پیستون به حرکت در می‌آید و بتن درون محفظه را با فشار مشخصی هدایت می‌کند. نهایتا بتن در مسیر خروجی از طریق لوله‌ها به محل مورد نظر برای بتن ریزی انتقال پیدا می‌کند.
این نوع از دستگاه‌ها تحت عنون پمپ جابجایی مثبتی نیز شناخته می‌شوند. در بسیاری از پروژه‌های عمرانی معمولا از این دستگاه‌ها استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها در ظرفیت بالا می‌توانند بتن را تا ۱۰۰۰ متر به‌صورت افقی و ۱۲۰ متر به‌صورت عمدی جابجا کنند. نیروی لازم برای حرکت پیستون از منابع مختلفی تامین می‌شود که در ادامه بررسی می‌کنیم.
۲. پمپ بتن پریستالتیک (Peristaltic Pump)
پمپ‌های پریستالیک به‌صورت پرتابل در دسترسی هستند؛ یعنی می‌توان به‌راحتی آن‌ها را جابجا کرد. با ورود بتن به این دستگاه، یک تیغه چرخان، جریان بتن مایع را به سمت محفظه آن هدایت می‌کند. در مسیر بین تیغه و محفظه یک شیلنگ وجود دارد که انعطاف‌پذیری آن زیاد است و بتن را به درون محفظه هدایت می‌کند. محفظه داخلی دستگاه همواره فشار منفی دارد. به‌همین دلیل نوعی نیروی مکش برای ورود بتن مایع با فشار بالا به درون آن وجود دارد. درون محفظه غلتک‌هایی وجود دارند که با حرکت خود، بتن را با فشار مشخصی به سمت لوله‌های خروجی هدایت می‌کنند.
این دسته از پمپ‌ها، در مقایسه با پمپ پیستونی توان پمپاژ کمتری دارند. به‌طوری که نهایتا برای جابجایی بتن تا ۹۰ متر افقی و ۳۰ متر عمودی می‌توان روی آن‌ها حساب کرد. به‌همین دلیل تنها در پروژه‌های ساخت و ساز کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند.
۳. پمپ بتن سانتریفیوژی (Centrifugal Pump)
حتما فن‌های آشپزخانه را دیده‌اید. این فن‌ها از پره‌هایی تشکیل می‌شوند که با چرخشی خود نیروی گریز از مرکز برای جابجایی هوا از محیط داخل آشپزخانه به بیرون را ایجاد می‌کنند. نوع دیگری از پمپ‌های بتن وجود دارد که دقیقا بر اساس مکانیزم نیروی گریز از مرکز کار می‌کند.
بتن ورودی به این دستگاه وارد محفظه‌ای می‌شود که پره‌هایی با سرعت مشخص در آن می‌چرخند. چرخش این پره‌ها، فشار لازم برای انتقال بتن با حجم مشخص به سمت لوله خروجی را مبتنی بر نیروی گریز از مرکز ایجاد می‌کند. هر چند این پمپ بتن معمولا در مقایسه با دو گروه قبلی، توان و راندمان کمتری دارد.
انواع پمپ بتن بر اساس شیوه تامین انرژی
هر یک از انواع پمپ بتن برای کار کردن نیاز به انرژی دارند. معمولا هر یک از این دستگاه‌ها، موتورهای اختصاصی دارند که توان مورد نیاز برای حرکت پیستون، جابجایی غلتک یا چرخیدن پره‌ها را تامین می‌کند. سوال اساسی این است که انرژی مصرفی موتور پمپ بتن چگونه تامین می‌شود. به‌طور کلی انواع پمپ‌های بتن را بر اساس منبع تامین انرژی می‌توان به دو گروه زیر تقسیم کرد:
۱. پمپ بتن دیزلی (Diesel Pump)
راحت‌‌ترین، ارزان‌ترین و بهترین روش برای تامین انرژی پمپ بتن در ایران، بدون تردید استفاده از سوخت دیزل است. گازوئیل در ایران ارزان قیمت است و دسترسی به آن در سراسر کشور وجود دارد. ضمن اینکه راندمان دستگاه‌های پمپ با استفاده از سوخت دیزل بالاتر از برق است. به‌همین دلیل معمولا در پروژه‌های بزرگ از سوخت دیزل استفاده می‌شود.
۲. پمپ بتن برقی (Electrical Pump)
دسته‌ای دیگر از دستگاه‌ها هستند که موتور آن‌ها الکتریکی است و انرژی برق را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کنند. این دسته از پمپ‌ها معمولا کمتر خراب می‌شوند و به‌همین دلیل هزینه تعمیر و نگهداری آن‌ها پایین‌تر است؛ اما معمولا راندمان کاری ضعیف‌تری نسبت به موتورهای دیزلی دارند.
انواع پمپ بتن بر اساس نوع کاربری
در ابتدای مقاله اشاره کردیم که هر یک از انواع پمپ بتن، کاربرد خاصی دارند. با توجه به خصوصیات و مکانیزم عملکرد، کاربرد هریک از این دستگاه‌ها مشخص می‌شوند. بر این اساس انواع پمپ‌ها را می‌توان در سه گروه اصلی دسته‌بندی کرد:
۱. پمپ دوغاب (Slurry Pump)
پمپ بتن سانتریفیوژ که با مکانیزم نیروی گریز از مرکز کار می‌کند، به‌عنوان پمپ دوغاب شناخته می‌شود. این دستگاه می‌تواند ترکیب بتن با مواد اولیه گوناگون را به‌خوبی پمپاژ کند. موضوع مهمی که باعث می‌شود استفاده از آن در صنایعی مانند فولاد، معادن و لایروبی بستر رودخانه‌ها را شاهد باشیم. معمولا برای جلوگیری از فرسایش و خوردگی بدنه پمپ، از آلیاژ فولاد و کروم به‌عنوان مواد اولیه در ساخت آن‌ها استفاده می‌شود.
۲. پمپ شاتکریت (Shotcrete Pump)
پمپ شاتکریت نوع خاصی از پمپ‌های پیستونی است که محفظه سیلندر کوچکی دارد. از این دستگاه برای اجرای بتن‌ریزی به‌روش شاتکریت استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال برای ترمیم دیوارهای بتنی از دستگاه شاتکریت برای پاشش بتن روی سطح دیوار استفاده می‌شود. مکانیزم عملکرد این پمپ دقیقا مانند پمپ پیستونی است. با این تفاوت که در هر سیکل رفت و برگشت پیستون، حجم بتن کمتر با سرعت زیاد از دستگاه خارج می‌شود.
۳. تراک میکسر و پمپ بتن (Truck Mixer)
تراک میکسر یک محفظه گردان دارد که بتن آماده معمولا تا قبل از اجرای بتن ریزی درون آن نگهداری می‌شود. این دستگاه با ایجاد تحرک در بتن جلوی سفت شدن آن را می‌گیرد. معمولا دستگاه تراک به پمپ بتن در پروژه‌ها متصل می‌شود تا عملیات بتن ریزی به‌خوبی کنترل شده و کیفیت نهایی در وضعیت مناسبی حاصل می‌شود.
کاربردهای پمپ بتن در صنایع مختلف
از انواع پمپ بتن می‌توان در اجرای انواع و اقسام سازه‌های بتنی استفاده کرد. بنابراین محدوده کاربرد این دستگاه‌ها محدود ره ساختمان‌سازی نمی‌شود. بلکه در اجرای انواع و اقسام سد‌ها، پل‌ها، تونل‌ها، سازه‌های زیرزمینی، دریایی و … نیز از پمپ‌های بتن استفاده می‌شود. همان طور که مشاهده کردید، این دستگاه‌ها نیز در ظرفیت‌های گوناگونی تولید و روانه بازار می‌شوند.
انتخاب پمپ بتن مناسب
شما برای خرید یا کرایه پمپ بتن باید به یک سوال مهم پاسخ دهید؛ قرار است از این دستگاه برای چه عملیاتی استفاده کنید؟ با پاسخ به این سوال می‌توانید تعیین کنید که اولا چه نوع پمپ بتنی برای شما مناسب است. سپس در بین گزینه‌های موجود پیشنهاد می‌کنیم که حتما از تجربیات دیگران برای خرید استفاده کنید. پیشنهاد می‌کنیم که هیچگاه در خرید این دستگاه کیفیت را فدای قیمت نکنید.
نکات مهم در بهره‌برداری پمپ بتن
برای جلوگیری از آسیب دیدن دستگاه‌های پمپ بتن، حین بهره‌برداری باید چند نکته مهم را رعایت کنید. اول اینکه در صورت مدت فعالیت دستگاه باید خط تامین بتن به‌صورت دائمی فعال باشد. علاوه بر آن طرح اختلاط بتن باید به‌درستی صورت بگیرد تا شاهد جدا شدن ساختار آن هنگام پمپ شدن نباشید. بتن باید با حالت خمیری و با روانی متوسط وارد پمپ شده و از آن خارج شود.
بعد از هر بار اتمام عملیات بتن ریزی باید، خطوط انتقال بتن در پمپ به‌صورت کامل و دقیق تمیز شوند. نکته مهم دیگر این است که نباید دستگاه پمپ برای بتن ریزی در ارتفاع بیش از حد مورد استفاده قرار بگیرد. این کار باعث می‌شود که توان دستگاه تا حد زیادی افت پیدا کند.
تنظیم فشار خروجی در پمپ معمولا به‌صورت دستی توسط اپراتور صورت می‌گیرد. به هیچ عنوان نباید فشار خروجی را از آستانه تحمل لوله‌ها و سایر تجهیزات به‌کاررفته در دستگاه، بالاتر ببرید. این موضوع باعث می‌شود که قطعات خیلی زود آسیب ببیند. با توجه به اینکه جایگزین کردن این دستگاه زمان‌بر است، در نتیجه زمان و هزینه زیادی را در این شرایط از دست خواهید داد.