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 پنهان کردن

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.

بتن‌ریزی دال بتنی توسط لوله متصل به پمپ بتن
بتن‌ریزی دال بتنی توسط لوله متصل به پمپ بتن

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
انتقال بتن از درون دیگ تراک میکسر به درون قالب توسط شوت
در صورت دسترسی آسان به محل بتن‌ریزی، انتقال بتن از درون دیگ تراک میکسر به درون قالب توسط شوت انجام می‌گیرد.

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.

پمپ بتن زمینی و میکسر قابل نصب بر روی کامیون
پمپ بتن زمینی و میکسر قابل نصب بر روی کامیون، پرکاربردترین تجهیزات مورد استفاده برای پمپاژ بتن هستند.

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.

اولین پمپ بتن نصب شده بر روی تراک میکسر، تولید شده توسط شرکت Schwing آلمان در سال 1965 میلادی (1344 شمسی)
اولین پمپ بتن نصب شده بر روی تراک میکسر، تولید شده توسط شرکت Schwing آلمان در سال 1965 میلادی (1344 شمسی)

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
بتن‌ریزی کانال پاناما توسط پمپ بتن هوایی (یکی از روش‌های کارآمد برای انتقال بتن به محل‌هایی با دسترسی دشوار)
بتن‌ریزی کانال پاناما توسط پمپ بتن هوایی (یکی از روش‌های کارآمد برای انتقال بتن به محل‌هایی 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.

انتقال بتن و بتن‌ریزی سازه آبی توسط پمپ بوم نصب شده بر روی تریلر
انتقال بتن و بتن‌ریزی سازه آبی توسط پمپ بوم نصب شده بر روی تریلر

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:

  1. کابین اپراتور
  2. بوم یا تیرک اول
  3. بوم دوم
  4. لوله انتقال
  5. شلنگ انتهایی
  6. سیلندر بوم دوم
  7. سیلندر بوم اول
  8. سیستم چرخش
  9. پایه یا دکل ثابت کننده تجهیزات
  10. 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.

اجزای نمونه‌ای از یک پمپ زمینی
اجزای نمونه‌ای از یک پمپ زمینی

بخش‌های نمایش داده شده در تصویر بالا عبارت هستند از:

  1. موتور مخلوط‌کن
  2. گیج فشار
  3. قیف
  4. مخزن روغن
  5. بدنه
  6. سپاپ اختلاط
  7. سوپاپ اصلی
  8. پمپ گریس
  9. پمپ روغن
  10. تهویه
  11. موتور دیزلی
  12. صفحه کنترل الکتریکی
  13. لوله فشار قوی روغن
  14. چرخ هدایتی
  15. آکومولاتور
  16. کلید روشن/خاموش
  17. چرخ جابجایی

مکانیزم پمپاژ اکثر پمپ‌های زمینی نیز مانند پمپ‌های هوایی از نوع جابجایی مثبت رفت و برگشتی با دو سیلندر است. طول و قطر لوله‌های مورد استفاده در پمپ‌های زمینی به حجم و طول بتن‌ریزی بستگی دارد. به طور کلی، حجم قابل انتقال توسط پمپ بتن زمینی نسبت به پمپ بتن هوایی کمتر است. این روش بیشتر برای بتن ریزی پیاده‌روها، استخر، دال بتنی ساختمان‌های کوچک و دال کف زمین مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه برای انتقال دوغاب، ملات، شاتکریت و فوم بتن نیز کاربرد دارد. از مزایای پمپ‌های زمینی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • امکان افزایش طول لوله‌ها و دسترسی به محل‌هایی با مسیر پیچیده
  • مناسب برای انتقال افقی بتن
  • عملکرد بسیار خوب در پروژه‌های نزدیک به زمین (اختلاف ارتفاع کم)
  • سرعت بالا و امکان جابجایی راحت تجهیزات

محدودیت‌های پمپ‌های زمینی عبارت هستند از:

  • مخصوص پروژه‌های کوچک و عدم امکان استفاده برای پروژه‌های بزرگ
  • خطر احتمالی برای کارکنان، تجهیزات و سازه‌های اظراف
  • نیاز به نظارت مداوم

در رابطه با ملاحظات و مراحل اجرای سازه‌های بتنی، از جمله روش‌های انتقال بتن، فیلم آموزشی جامعی در مجموعه فرادرس تهیه شده است که می‌تواند در فراگیری این مبحث به شما کمک کند. لینک این فیلم در ادامه آورده شده است.

  • برای مشاهده فیلم آموزش روش‌های اجرای سازه‌های بتنی و فولادی و مدیریت مصالح ساختمانی + اینجا کلیک کنید.

انواع پمپ بتن بر اساس مکانیزم عملکرد کدام هستند؟

پمپ‌ها بر اساس مکانیزم عملکرد به دو نوع اصلی جابجایی مثبت (پیستونی، گوشواره‌ای، پریستالتیک، دنده‌ای، دیافراگمی) و دینامیک (آتش‌نشانی، شناور، سانتریفیوژ) تقسیم می‌شوند. از بین این موارد، پمپ‌های پیستونی، پریستالتیک و سانتریفیوژ برای انتقال بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه به معرفی توضیح عملکرد هر یک از این پمپ‌های بتن می‌پردازیم.

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 معمولا از سوپاپ ورودی، سوپاپ خروجی، پیستون و سیلندر تشکیل می‌شود. از متدوا‌ترین پمپ‌های جابجایی مثبت برای پمپاژ بتن می‌توان به پمپ‌های رفت و برگشتی با پیستون افقی و سوپاپ نیمه‌دوار اشاره کرد. مکانیزم این پمپ‌ها را در بخش‌های قبلی توضیح دادیم. تصویر زیر، پیکربندی نوع دیگری از پمپ‌های پیستونی رفت و برگشتی را نمایش می‌دهد.

اجزا و نحوه عملکرد پمپ بتن پیستونی
اجزا و نحوه عملکرد پمپ پیستونی

مکانیزم پمپ بتن نمایش داده شده در تصویر بالا ساده 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 می‌شوند. با جلو و عقب رفتن پیستون، سوپاپ‌های ورود و خروج تغییر وضعیت می‌دهند. این مکانیزم از کارایی خوبی برای انتقال پیوسته بتن بهره می‌برد. 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 نمایش می‌دهد. پس از ریختن بتن به درون قیف، تیغه‌های دوار، مخلوط را به درون یک شلنگ انعطاف‌پذیر متصل به محفظه پمپ انتقال می‌دهند.

اجزای پمپ بتن شلنگی
اجزای پمپ شلنگی

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.

اجزای پمپ بتن سانتریفیوژ
اجزای پمپ سانتریفیوژ

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.

انواع پمپ بتن بر اساس منبع انرژی کدام هستند؟

پمپ‌های بتن بر اساس منبع انرژی به دو نوع برقی و دیزلی تقسیم‌بندی می‌شوند. در ادامه به ویژگی‌های هر یک از این موارد می‌پردازیم.

پمپ بتن دیزلی چیست؟

موتورهای دیزلی، یکی از منابع اصلی تامین انرژی پمپ‌های بتن هستند. این موتورها، انرژی مورد نیاز برای انتقال بتن به ارتفاع‌های بالا و مسیرهای طولانی را فراهم می‌کنند. پمپ بتن دیزلی معمولا برای ساخت ساختمان‌های بزرگ، پل، تونل‌ها و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربرد اصلی این پمپ‌ها در مناطق دور افتاده‌ای است که در آن‌ها امکان تامین مستقیم برق یا تامین برق با قدرت بالا وجود ندارد.

ساختار و اجزای پمپ بتن دیزلی
ساختار و اجزای بتن دیزلی

تصویر بالا، ساختار یک پمپ بتن دیزلی را نمایش می‌دهد. اجزای نمایش داده شده در این تصویر عبارت هستند از:

  1. مجرای پمپ
  2. قیف
  3. مکانیزم اختلاط
  4. سیستم روغنکاری
  5. مخزن روغن هیدرولیک
  6. مخزن سوخت
  7. میله
  8. شیر اصلی سوپاپ
  9. چرخ
  10. سیستم هیدرولیک
  11. سیستم خنک کننده
  12. موتور دیزلی
  13. جعبه ابزار
  14. چرخ تکیه‌گاه
  15. سیستم پمپاژ
  16. پوشش عقب
  17. رینگ‌های موتور

پمپ بتن برقی چیست؟

الکتریسیته، منبع اصلی تامین انرژی تمام پمپ‌های بتن است. در پمپ‌های دیزلی، این انرژی به طور غیر مستقیم و با تبدیل سوخت به الکترسیسته تامین می‌شود. در پمپ بتن برقی، تامین انرژی مورد نیاز برای انتقال بتن به طور مستقیم صورت می‌گیرد. پمپ‌های برقی از هزینه پایین، کاربری گسترده و نیاز به نگهداری کم بهره می‌برند. تصویر زیر، اجزای یک پمپ بتن برقی را نمایش می‌دهد.

ساختار و اجزای پمپ بتن الکتریکی
ساختار و اجزای پمپ الکتریکی

اجزای نمایش داده شده در این تصویر عبارت هستند از:

  1. مجرای پمپ
  2. واحد اختلاط
  3. قیف
  4. میله
  5. مخرن روغن هیدرولیک
  6. پوشش موتور
  7. سیستم هیدرولیک
  8. سیستم خنک‌کننده
  9. چرخ
  10. سیستم روغنکاری
  11. کوپلینگ
  12. جعبه ابزار
  13. موتور
  14. پنل کنترل الکتریکی
  15. چرخ تکیه‌گاه
  16. سیستم پمپاژ

انواع پمپ بتن بر اساس قابلیت تحرک چه هستند؟

پمپ‌های بتن از نظر قابلیت تحرک به دو نوع ثابت و متحرک تقسیم می‌شوند.

پمپ بتن ثابت چیست؟

پمپ‌های بتن زمینی، با عنوان پمپ بتن ثابت نیز شناخته می‌شوند. در پمپ‌های بتن ثابت، لوله‌های انتقال بتن از واحد پمپاژ جدا هستند. لوله‌های فولادی یا لاستیکی این پمپ‌ها توسط دست به یکدیگر متصل می‌شوند. از این‌رو، به این پمپ‌ها، پمپ دستی نیز گفته می‌شود. تصویر زیر، نمونه‌ای از یک پمپ ثابت نصب شده بر روی کامیون را نمایش می‌دهد.

ساختار و اجزای پمپ بتن ثابت سوار شده بر روی کامیون
ساختار و اجزای پمپ ثابت سوار شده بر روی کامیون

سیستم‌های تعبیه شده بر روی کامیون بالا عبارت هستند از:

  1. کابین اپراتور
  2. سیستم تغذیه
  3. سیستم خنک‌کننده
  4. سیستم الکتریکی
  5. سیستم هیدرولیکی
  6. سیستم نگهداری
  7. سیستم تمیزکاری
  8. سیستم روغنکاری
  9. سیستم پمپاژ

پمپ بتن متحرک چیست؟

در پمپ‌های بتن متحرک، تمام تجهیزات مورد نیاز برای انتقال بتن به همراه بوم بر روی شاسی کامیون قرار دارد. این نوع پمپ، از تمام مزایای پمپ‌های بوم بهره می‌برد.

انواع پمپ بتن بر اساس کاربری کدام هستند؟

امکان استفاده از پمپ‌های زمینی و هوایی برای انتقال بتن به درون تونل‌ها و فضاهای زیرزمینی وجود دارد. با این وجود، در مکان‌هایی با محدودیت طول و شکل مسیر، از پمپ‌های بتن اصلاح شده مطابق با کاربری مورد نظر استفاده می‌شود. به عنوان مثال، برای انتقال راحت‌تر بتن در معادن می‌توان از پمپ‌های چرخ ریلی یا چرخ زنجیری استفاده کرد. به این پمپ‌ها، پمپ بتن تخصصی می‌گویند.

نمونه‌ای از پمپ بتن تخصصی با امکان جابجایی بر روی ریل
نمونه‌ای از پمپ بتن تخصصی با امکان جابجایی بر روی ریل

پمپ دوغاب چیست؟

پمپ دوغاب یا اصطلاحا «اسلاری پمپ» (Slurry Pump)، نوع خاصی از پمپ‌های تخصصی با مکانیزم سانتریفیوژ است که به منظور انتقال ترکیب مواد مایع با ذرات جامد (مانند دوغاب) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع پمپ معمولا از مواد مقاوم در برابر خوردگی نظیر آلیاژ فولاد-کروم، چدن و پوشش‌های لاستیکی ساخته می‌شود. پمپ‌های دوغاب دارای طراحی و ساختار متنوعی هستند که هر یک برای انتقال مخلوط‌هایی با ویژگی‌های مشخص (اندازه ذرات جامد، شکل ذرات جامد و ترکیبات شیمیایی) کاربرد دارند.

پمپ دوغاب مورد استفاده در معدن
پمپ دوغاب مورد استفاده در معدن

پمپ دوغاب از پرکاربردترین پمپ‌های مورد استفاده در صنایع معدنی، فولاد و لایروبی است. این پمپ‌ها اغلب برای مقاومت در شرایط کاری سخت با احتمال سایش زیاد طراحی می‌شوند.

پمپ شاتکریت چیست؟

شاتکریت، بتنی است که با وجود روانی بالا، چگالی زیادی دارد. این بتن دارای سنگدانه‌های کوچک و در برخی از موارد بدون سنگدانه‌ است. به دلیل ویژگی‌های متفاوت شاتکریت نسبت به بتن معمولی، انتقال و جانمایی آن توسط پمپ‌های تخصصی انجام می‌گیرد. سیستم این پمپ دارای سوپاپ معمولی یا توپی با سیلندرهای کوتاه‌تر است. این پیکربندی، حجم بتن خروجی در هر سیکل را کاهش داده، تعداد رفت و برگشت‌های پیستون و سرعت آن را افزایش می‌دهد.

دستگاه پمپ شاتکریت (مجموعه سیستم پمپاژ و لوله‌های خروج بتن)
دستگاه پمپ شاتکریت (مجموعه سیستم پمپاژ و لوله‌های خروج بتن)

تراک میکسر و پمپ بتن

نوع دیگری از پمپ‌های تخصصی بتن، تراک میکسرهایی هستند که به همراه سیستم پمپاژ و بوم ساخته می‌شوند. این تراک میکسرها، امکان انتقال بتن از کارخانه تا محل پروژه، نگهداری آن برای مدت مشخص و بتن‌ریزی مستقیم در محل مورد نظر را فراهم می‌کنند.

تراک میکسر با سیستم پمپاژ دیزلی
تراک میکسر با سیستم پمپاژ دیزلی

انتخاب پمپ بتن مناسب چگونه انجام می‌شود؟

انتخاب پمپ بتن مناسب برای هر پروژه‌ای متناسب با نیازهای آن پروژه انجام می‌گیرد. معیارهایی نظیر کیفیت دستگاه، هدف پمپاژ، پارامترهای اقتصادی و شرایط پروژه (مسیر، دسترسی، قالب‌بندی) بر روی این انتخاب تاثیرگذار هستند. در ادامه، هر یک از این موارد را به طور خلاصه توضیح می‌دهیم.

کیفیت پمپ بتن

به منظور اجرای مناسب عملیات بتن‌ریزی، باید اعتبار شرکت‌های سازنده پمپ بتن و ارائه‌دهنده خدمات پمپاژ بتن را در نظر گرفت. پمپاژ بتن، یک فرآیند پرفشار است که باید توسط نیروی کار ماهر و با نظارت دائم انجام می‌گیرد. پیش از شروع پروژه، حتما باید در مورد پیمانکاران، کارکنان و تجهیزات مورد استفاده آن‌ها تحقیق کرد.

هدف پمپ بتن

بتن پمپ، باید مطابق با اهداف بتن‌ریزی انتخاب شود. به عنوان مثال، اگر پمپ مورد استفاده توانایی پر کردن یک تونل در حال ساخت تا ارتفاع میانی آن را نداشته باشد، آن پمپ برای پروژه ساخت تونل مناسب نخواهد بود. از این‌رو، پیش از تصمیم‌گیری نهایی باید از انعطاف‌پذیری و کارکرد مناسب پمپ اطمینان حاصل کرد.

صرفه اقتصادی

پمپ بتن باید با نرخ پمپاژ مناسب و قیمت متناسب انتخاب شود. خرید پمپ‌هایی با نرخ پمپاژ بالا و راندمان پایین مناسب نیست. همیشه باید بین هزینه و عملکرد مورد انتظار تعادل برقرار باشد. بنابراین، حتما باید تمام گزینه‌های موجود را از نظر قیمت و عملکرد مقایسه کرد.

شرایط پروژه

هنگام انتخاب پمپ بتن بر اساس شرایط پروژه، دو عامل حجم بتن خروجی و فشار پمپاژ در اولویت قرار دارند. در ابتدا، حداکثر حجم بتن خروجی مورد نیاز در هر ساعت مطابق با فشار پمپاژ محاسبه می‌شود. فشار پمپاژ، از مشخصات مورد استفاده برای انتخاب پمپ است. خروجی مورد نیاز پمپ و فشار پمپاژ، توان واحد پمپاژ را مشخص می‌کنند. از این‌رو، خروجی هیدرولیکی پمپ برابر با رابطه زیر خواهد بود:

$$
H=Q*P
$$

  • H: توان هیدرولیکی پمپ
  • Q: دبی خروجی مورد نیاز
  • P: فشار پمپاژ

با توجه به پارامترهای معرفی شده در این بخش و ویژگی‌های معرفی از انواع پمپ‌های بتن، بهترین گزینه برای پروژه‌های مختلف را می‌توان به صورت زیر تعیین کرد:

  • پمپ بوم یا نصب شده بر روی کامیون، بهترین گزینه برای پروژه‌های عظیم راه‌سازی هستند.
  • به منظور بتن‌ریزی در نواحی محدود با ارتفاعات متغیر، استفاده از پمپ بوم گزینه ایده‌آلی است.
  • نصب بازوهای بیشتر بر روی بوم، مشکل کم بودن نیروی کار را برطرف می‌کند. به علاوه، این کار باعث گسترش کاربری و انعطاف‌پذیری عملیات بتن‌ریزی می‌شود.
  • در پروژه‌های کوچک با پیچیدگی‌های کم، به کارگیری پمپ زمینی ثابت کفایت می‌کند.

الزامات ایمنی و اجرایی پمپ بتن چه هستند؟

مهم‌ترین عامل موفقیت پمپاژ، کنترل کیفیت بتن از طریق آماده‌سازی کارگاه و نظارت مداوم بر روی عملیات است. به منظور اطمینان از جنبه‌های ایمنی و بهره‌وری عملیات پمپاژ بتن باید به موارد زیر توجه داشت:

  • تمیزکاری و آماده‌سازی مسیر دسترسی به محل استقرار پمپ بتن و توقف تراک میکسر
  • قرار دادن پمپ بر روی زمین سخت، بدون احتمال سقوط اشیا از ارتفاع بر روی دستگاه
  • بررسی استحکام زمین از نظر تحمل بارهای اعمال شده توسط پایه‌های نگهدارنده پمپ
  • پمپاژ دوغاب پیش از شروع عملیات اصلی
  • ذخیره کردن دوغاب اضافی برای شرایط اضطراری (گیر کردن لوله)
  • استفاده پوشش پلی‌اتیلن در مسیر برای جلوگیری از ریختن بتن بر روی زمین
  • به کارگیری بتنی با اسلامپ S3 تا S5 (حدود ۱۰۰ میلی‌متر به بالا)
  • استفاده از نیروی کار ماهر برای بتن‌ریزی
  • فراهم کردن محل مناسب برای شسشوی پمپ پس از اتمام عملیات
  • در دسترس بودن منبع مناسب آب

پیش از شروع پمپاژ اصلی، ابتدا باید یک پیمانه (بچ) ملات روان را درون لوله‌ها پمپ کرد. این کار، باعث لیز و لزج شدن سطح داخلی لوله‌ها، حرکت بهتر بتن و جلوگیری از انسداد احتمالی مسیر می‌شود. برای لوله‌هایی با قطر کوچک، می‌توان از مقدار کمتری ملات روان استفاده کرد.

بتن ریزی توسط لوله متصل به پمپ
بتن ریزی توسط شلنگ انتهایی متصل به لوله‌های پمپ

پیش از خروج کامل ملات روان از لوله، بتن با طرح اختلاط اصلی به درون مخزن پمپ ریخته می‌شود و تا ظاهر شدن آن در انتهای لوله (خروج کامل ملات روان)، عمل پمپاژ به آهستگی انجام می‌گیرد. در انتها، با ظاهر شدن بتن اصلی، سرعت پمپ به مقدار مورد نظر افزایش داده می‌شود. به طور کلی، مراحل پمپاژ به صورت زیر است:

  • هماهنگی برای استقرار پمپ، نصب لوله‌ها (در صورت نیاز) و آماده‌سازی دوغاب (بچ اول)
  • استقرار کامیون میکسر بتن در کنار پمپ
  • پمپاژ دوغاب روان‌کننده لوله (بهتر است از ریختن این بچ به درون قالب خودداری شود.)
  • ریختن بتن از شوت تراک میکسر به درون قیف پمپ بتن
  • پمپاژ بچ‌های بعدی و ریختن بتن به محل مورد نظر (تنظیم بوم توسط اپراتور یا تنظیم شلنگ خروجی توسط کارکنان)
  • شستن شوت پس از اتمام بتن تراک میکسر
  • جمع‌آوری بازوهای بوم یا خاموش کردن و جمع کردن وسایل پمپ
  • پر کردن گزارش کار، امضا توسط پیمانکار و تحویل به کارفرما
  • بازگرداندن پمپ به انبار

عملیات پمپاژ بتن با فشار بالا انجام می‌گیرد. از این‌رو، تمام کارکنان باید از این خطرات احتمالی این موضوع مطلع شده و برای رعایت اقدامات ایمنی توجیه شوند. به علاوه، در حین تمیزکاری شوت نباید بتن شسته شده را به داخل قیف پمپ ریخت. این کار، گیر کردن لوله و کاهش کیفیت بتن را در پی دارد.

مزایای پمپ بتن چه هستند؟

پمپ بتن از پرکاربردترین و کارآمدترین تجهیزات مورد استفاده برای انتقال و بتن‌ریزی هستند. از اصلی‌ترین مزایای پمپ بتن می‌توان به سرعت بالا، انعطاف‌پذیری، کاهش نیروی کار، دقت، افزایش کیفیت بتن و سادگی اجرا اشاره کرد.

افزایش سرعت بتن ریزی

سرعت، یکی از پارامترهای مهم در اجرای تمام پروژه‌های ساختمانی است. استفاده از پمپ بتن، باعث افزایش سرعت و سادگی بتن‌ریزی می‌شود.

انعطاف‌پذیری بالا

امکان نصب پمپ بتن بر روی تجهیزات مختلف و استفاده از آن در نواحی شهری یا دورافتاده باعث انعطاف‌پذیری بالا و محبوبیت این روش انتقال بتن شده است.

کاهش نیروی کار

استفاده از پمپ بتن، میزان نیروی مورد نیاز برای انتقال بتن را کاهش می‌دهد. این مسئله، علاوه بر کاهش هزینه‌های نیروی کار، امکان به کارگیری کارکنان در بخش‌های دیگر و افزایش بیشتر سرعت اجرای پروژه را فراهم می‌کند.

دقت و کیفیت بالا

پمپ بتن نسبت به روش‌های دیگر انتقال بتن، از دقت و کیفیت بیشتری بهره می‌برد. استفاده از پمپ بتن، میزان هدررفت مصالح در انواع پروژه‌های ساختمانی را به حداقل یا حتی صفر می‌رساند.

بهبود مقاومت بتن

آب مورد نیاز برای انتقال بتن توسط پمپ نسبت به روش‌های دیگر کمتر است. به این ترتیب، احتمال جمع شدگی ناشی از خشک شدن و ترک خوردگی پس از جانمایی کاهش می‌یابد. این موضوع، مقاومت ذاتی بتن را بهبود می‌بخشد. مقاومت بالا، کاهش هزینه‌های نگهداری و ترمیم بتن را در پی دارد.

سادگی

پمپ بتن، اکثر مشکلات موجود در انتقال بتن توسط روش‌های قدیمی را برطرف کرده است. این روش قابلیت اجرا در هر محلی با هر مسیری را دارد. فعالیت‌هایی که معمولا نیازمند نیروی کار زیاد هستند، با کمک پمپ بتن به راحتی انجام می‌شوند. این مزیت به همراه تمام مزیت‌های قبلی، پمپ بتن را به کارآمدترین، اقتصادی‌ترین و متداول‌ترین روش انتقال و جانمایی بتن تبدیل کرده است.

معایب پمپ بتن چه هستند؟

در کنار تمام مزایای معرفی شده برای پمپ بتن، استفاده از این دستگاه دارای محدودیت‌هایی است که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم:

  • غیر اقتصادی بودن پمپ بتن برای انتقال احجام کمتر از 1000 متر مکعب
  • احتمال گیر کردن بتن و آسیب رسیدن به لوله‌‌ها در صورت عدم استفاده از طرح اختلاط مناسب
  • دشوار بودن فرآیند تمیزکاری
  • نیاز به جانمایی مخصوص لوله‌ها (عدم وجود پیچ‌های تند در مسیر)
  • احتمال جداشدگی سنگدانه‌ها و آب انداختن بتن به دلیل سرعت و اسلامپ بالا
  • محدودیت در طول و ارتفاع انتقال
  • احتمال خوردگی لوله‌ها

اصلی‌ترین محدودیت پمپ بتن، هزینه زیاد آن برای پروژه‌های کوچک است. در صورت اتخاذ اقدامات مناسب، باقی محدودیت‌های این روش تا حدودی قابل برطرف کردن هستند.

مشخصات بتن پمپی چه هستند؟

پمپ بتن، یکی از بهترین روش‌های انتقال بتن به درون قالب است. با وجود مزیت‌های فراوان و انعطاف‌پذیری بالای این روش، بتن مورد استفاده در آن باید دارای مشخصات بخصوصی باشد. مطابق با مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، ویرایش 1392، بند 9-8-5، مشخصات بتن پمپی (پمپ شونده) باید به صورت زیر باشد:

  • نسبت آب به سیمان: حداکثر برابر 0.6
  • اسلامپ بتن: متوسط تا زیاد
  • افزودنی مورد استفاده: فوق روان‌کننده یا کاهنده آب (آب نگهدار) به منظور جلوگیری از افزایش نسبت آب سیمان و ایجاد کارایی مناسب، روان‌کننده برای هوای گرم و مسیرهای انتقال طولانی
  • کارایی: اسلامپ 40 تا 100 میلی‌متر، ضریب تراکم 0.9 تا 0.95، وی بی 3 تا 5 ثانیه
  • عیار سیمان: 350 تا 400 کیلوگرم برای تامین چسبندگی کافی بین اجزا
  • مدول نرمی سنگدانه: 2.4 تا 3
  • توزیع دانه‌بندی: توزیع پیوسته با حداکثر ابعاد 37.5 میلی‌متر (شن متوسط و ماسه) و مواد ریزدانه (نرمه) کافی برای ایجاد چسبندگی مناسب
  • نسبت حداکثر اندازه سنگدانه به قطر داخلی لوله: 0.33 برای سنگدانه‌های تیز، 0.4 برای سنگدانه‌های گرد

جدول زیر، حداکثر قطر سنگدانه با توجه به قطر داخلی لوله پمپ را نمایش می‌دهد.

قطر داخلی لوله (میلی‌متر) حداکثر قطر سنگدانه (میلی‌متر) 
بتن با عیار زیاد بتن با عیار کم
75 19 19
100 25 19
125 38 25
150 50 38
175 50 38
200 68 50

میزان ظرفیت پمپاژ بتن با توجه به قطر داخلی لوله و سرعت تخلیه نیز در جدول زیر آورده شده است.

قطر داخلی لوله (میلی‌متر) ظرفیت متوسط پمپاژ (متر مکعب بر ساعت)
سرعت تخلیه 0.3 متر بر ثانیه سرعت تخلیه 0.6 متر بر ثانیه
75 4.5 9
100 8.3 17
125 14 28
150 20 40
175 25 50
200 35 71

ظرفیت پمپاژ برای سرعت‌های 0.9 و 1.2 متر بر ثانیه نیز با یک بیرون‌یابی ساده (سرعت به ظرفیت) قابل محاسبه است.

معرفی فیلم آموزش روش‌های اجرای سازه‌‌های بتنی و فولادی و مدیریت مصالح ساختمانی

بتن ریزی یکی از مهم‌ترین و حساس‌ترین مراحل اجرای سازه‌های بتنی است. استفاده از تجهیزات و روش‌های مناسب برای اجرای بتن‌ریزی، کیفیت بتن نهایی و عملکرد مناسب سازه را تضمین می‌کند. به منظور آشنایی با ملاحظات و مراحل اجرای سازه‌های بتنی، فرادرس، آموزش جامعی را به مدت 23 ساعت و 29 دقیقه در قالب هشت درس آماده کرده است. درس هشتم این فرادرس، ملاحظات ساخت، ریختن و عمل آوری بتن را به طور کامل آموزش می‌دهد.

  • برای مشاهده فیلم آموزش روش‌های اجرای سازه‌های بتنی و فولادی و مدیریت مصالح ساختمانی + اینجا کلیک کنید.

سوالات متداول پمپ بتن

در این بخش، به برخی از سوالات متداول در مورد پمپ‌های بتن پاسخ می‌دهیم.

حداکثر فاصله قابل پمپ بتن چقدر است؟

حداکثر فاصله پمپاژ بتن به عوامل متعددی نظیر مشخصات فنی پمپ، مشخصات لوله (قطر، طول، تمیزی) و شرایط مسیر (تغییر ارتفاع، شیب، پیچ) بستگی دارد. در صورت افقی بودن لوله‌ها این فاصله می‌تواند به 150 تا 300 متر برسد. وجود شیب رو به پایین (تونل‌ها و معادن)، حداکثر فاصله پمپ کردن بتن را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. توجه داشته باشید که انتقال در فاصله بیشتر می‌تواند گیر کردن بتن و خوردگی سطح داخلی لوله را به همراه داشته باشد.

طول و قطر لوله پمپ بتن چقدر است؟

قطر داخلی استاندارد برای لوله‌های پمپ بتن، بین 75 تا 200 میلی‌متر است. این لوله‌ها اغلب در طول‌های ۱، ۲، ۳ و ۶ متری ساخته می‌شوند. شکل زیر، نمونه‌ای از لوله‌های فلزی مورد استفاده برای پمپاژ بتن را نمایش می‌دهد.

لوله های فولادی مورد استفاده برای پمپ بتن
لوله‌ها و اتصالات فولادی مورد استفاده برای پمپاژ بتن

اتصال لوله پمپ بتن چگونه انجام می‌شود؟

بخش انتهایی لوله‌های پمپ به گونه‌ای است که امکان چفت شدن آن‌ها در یکدیگر را فراهم می‌کند. البته برای جلوگیری از باز شدن در اثر ضربه، از گیره‌های مخصوص در محل اتصال استفاده می‌شود.

هزینه و قیمت پمپ بتن چقدر است؟

به طور کلی، هزینه پمپ بتن به نوع، سیستم خروجی و مشخصات فنی نظیر حجم بتن خروجی، فشار، ظرفیت، توان پمپاژ عمودی، توان پمپاژ افقی، تعداد ضربه در دقیقه، ظرفیت قیف، توان موتور، طول لوله انتهایی و وزن بستگی دارد. خرید یا اجاره پمپ‌های نو و کارکرده زمینی راحت‌تر از پمپ‌های دکل (هوایی) است. به دلیل حجم بتن پایین‌تر، هزینه این پمپ‌ها نیز بسیار کمتر از پمپ‌های بوم است. در کل، هزینه پمپ بتن به بسیار زیادی بستگی داشته و قیمت ثابتی برای آن وجود ندارد. از این‌رو، در صورت نیاز به پمپاژ بتن، باید با ارائه اطلاعات بتن‌ریزی به فروشنده یا پیمانکار، از قیمت‌های پمپ مطلع شد و بهترین گزینه را بر اساس عملکرد و صرفه اقتصادی انتخاب کرد.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«حسین زبرجدی دانا»، کارشناس ارشد مهندسی استخراج معدن است. فعالیت‌های علمی او در زمینه تحلیل عددی سازه‌های مهندسی بوده و در حال حاضر آموزش‌های مهندسی عمران، معدن و ژئوتکنیک مجله فرادرس را می‌نویسد.

بر اساس رای 1 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *