اسلاری یا دوغاب چیست؟

قبل از پرداختن به پمپ، باید بدانیم اسلاری چیست. اسلاری یا دوغاب، مخلوطی از آب، سیمان، بنتونیت (یک نوع خاک رس خاص) و گاهی اوقات مواد افزودنی دیگر است. این مخلوط غلیظ و چگال، نقش چندگانه و حیاتی در حفاری‌های عمیق ایفا می‌کند:

1. پایداری دیواره‌های حفاری:هنگامی که در زمین‌های سست یا below the water table (زیر سطح آب زیرزمینی) حفاری می‌کنیم، دیواره‌های چاه یا ترانشه تمایل زیادی به ریزش دارند. اسلاری با فشار به دیواره‌ها تزریق می‌شود و یک لایه نازک و نفوذناپذیر به نام “کیک” (Cake) ایجاد می‌کند. این لایه مانند یک قالب موقت، دیواره‌ها را کاملاً پایدار نگه می‌دارد.
2. حمل ذرات حفاری:جریان دائمی اسلاری، خاک و سنگ‌های حفاری شده را به سطح زمین می‌آورد و چاه را تمیز نگه می‌دارد.
3. خنک‌کننده مته حفاری:در حفاری‌های چاهی، اسلاری مته را خنک می‌کند و از گرم شدن بیش از حد آن جلوگیری می‌نماید.
4. جلوگیری از نفوذ آب:فشار هیدرواستاتیک اسلاری که معمولاً از فشار آب زیرزمینی بیشتر است، مانع از نفوذ آب به داخل ترانشه یا چاه حفاری می‌شود.

پمپ اسلاری چگونه کار می‌کند؟

پمپ‌های اسلاری معمولاً از نوع گریز از مرکز (Centrifugal) هستند. عملکرد آن‌ها به این صورت است:

• یک پروانه (Impeller) با سرعت بالا می‌چرخد و انرژی جنبشی را به مایع (اسلاری) منتقل می‌کند.
• نیروی گریز از مرکز created، اسلاری را به سمت بیرون و به داخل پوسته پمپ (Casing) می‌راند.
• این عمل باعث ایجاد فشار و حرکت اسلاری در طول لوله‌ها و شیلنگ‌ها می‌شود.

این پمپ‌ها به دلیل ماهیت ساینده و خورنده مواد در حال انتقال، از مواد بسیار مقاوم و بادوام مانند چدن با کروم بالا، لاستیک و پلی اورتان ساخته می‌شوند تا در برابر سایش و خوردگی مقاومت کنند.

کاربردهای اصلی پمپ اسلاری در ساخت و ساز

1. اجرای دیواره دیافراگمی (Slurry Wall):
   این مهم‌ترین و پیچیده‌ترین کاربرد پمپ اسلاری است. دیواره دیافراگمی یک دیوار عمیق و مداوم در خاک است که به عنوان دیوار حائل، آب‌بند و یا بخشی از سازه اصلی (مانند دیوارهای زیرزمین) استفاده می‌شود.

• فرآیند کار:
  • ابتدا یک ترانشه باریک و عمیق (گاهی تا ۵۰ متر) با استفاده از بیل مکانیکی ویژه (Hydrofraise) یا grab حفاری می‌شود.
  • همزمان با پیشرفت حفاری، پمپ اسلاری به طور مداوم دوغاب بنتونیت را به داخل ترانشه تزریق می‌کند تا از ریزش دیواره‌ها جلوگیری نماید.
  • پس از رسیدن به عمق طراحی شده، یک قفسه آرماتور (میلگرد) بسیار بزرگ به داخل ترانشه پر از اسلاری lowered می‌شود.
  • در نهایت، بتن با کیفیت بالا از طریق لوله‌های ویژه (Tremie Pipe) و با استفاده از پمپ بتن به کف ترانشه پمپاژ می‌شود. از آنجایی که بتن چگالی بیشتری از اسلاری دارد، اسلاری را به سمت بالا رانده و جایگزین آن می‌کند. اسلاری displaced شده به مخازن بازیابی منتقل شده، تصفیه شده و مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• موارد استفاده: ساخت دیوارهای زیرزمین‌های عمیق، ایستگاه‌های مترو، سدهای زیرزمینی، و به‌عنوان دیوار حائل در پروژه‌های گودبرداری عمیق.

2. اجرای شمع‌های حفاری شده (Bored Piles یا Drilled Shafts):
   شمع‌های عمیق برای انتقال بار سازه به لایه‌های مقاوم خاک استفاده می‌شوند.

• فرآیند کار:
  • چاهی با قطر زیاد (گاهی بیش از ۲ متر) و عمق زیاد حفاری می‌شود.
  • در حین حفاری، پمپ اسلاری (معمولاً بنتونیت یا پلیمر) به داخل چاه پمپاژ می‌شود تا دیواره‌ها را پایدار نگه دارد،، به خصوص در مناطقی که آب زیرزمینی وجود دارد.
  • پس از اتمام حفاری، قفسه آرماتور در چاه قرار گرفته و بتن‌ریزی به روش Tremie انجام می‌شود (مانند دیواره دیافراگمی).

3. میخ‌کوبی خاک (Soil Nailing) و انکراژ (Anchoring):
   در این روش‌ها برای پایدارسازی شیب‌ها و دیواره‌های خاکی، از میله‌های فولادی (میخ یا انکر) استفاده می‌شود.

• نقش پمپ اسلاری: برای تزریق دوغاب سیمان (Grout) به داخل چاه‌های حفاری شده‌ای که میله‌های فولادی در آن قرار گرفته‌اند، از پمپ‌های اسلاری کوچکتر و پر فشار (پمپ‌های گروت) استفاده می‌شود. این دوغاب، میله را محکم در خاک مهار کرده و از خوردگی آن محافظت می‌کند.

4. حفاری تونل با TBM (Tunnel Boring Machine):
   در ماشین‌های حفاری تونل (TBM)، از پمپ‌های اسلاری غول‌آسا برای مدیریت مواد حفاری شده استفاده می‌شود. دوغاب به جلوی TBM تزریق شده و خاک و سنگ‌های حفاری شده را با خود مخلوط کرده و به صورت یک اسلاری غلیظ به پشت ماشین و سپس به سطح زمین منتقل می‌کند.

5. ساخت و ساز در آب (Marine Construction):
   در پروژه‌هایی مانند اسکله‌ها، پایه‌های پل و offshore structures، از پمپ‌های اسلاری برای پرکردن (Ballasting) یا خالی کردن مخازن، انتقال دوغاب برای آب‌بندی و همچنین برای عملیات لایروبی (Dredging) استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از پمپ اسلاری در ساخت و ساز

1. امکان اجرای پروژه‌های غیرممکن:بدون این فناوری، ساخت سازه‌های عمیق در زمین‌های سست و below the water table بسیار پرخطر، پرهزینه و اغلب غیرممکن بود.
2. سرعت اجرای بالا:استفاده از پمپ‌ها، فرآیند حفاری و تثبیت دیواره را به طور قابل توجهی تسریع می‌بخشد.
3. ایمنی بسیار بالا:با جلوگیری از ریزش ناگهانی دیواره‌های حفاری، ایمنی کارگران و سازه‌های مجاور را به شدت افزایش می‌دهد.
4. دقت و کیفیت اجرا:امکان حفاری ترانشه‌های عمیق با دیواره‌های کاملاً قائم و صاف را فراهم می‌کند که منجر به ساخت المان‌های سازه‌ای با کیفیت بالا می‌شود.
5. کاهش ارتعاش و آلودگی صوتی:در مقایسه با روش‌های دیگر مانند کوبیدن شمع، این روش آرام‌تر است و آلودگی صوتی کمتری برای مناطق مسکونی اطراف ایجاد می‌کند.
6. صرفه‌جویی اقتصادی:اگرچه سرمایه‌گذاری اولیه بالا است، اما به دلیل سرعت اجرا و کاهش هزینه‌های مربوط به مشکلات ناشی از ریزش خاک، در مقیاس کلان مقرون به‌صرفه است.

چالش‌ها و ملاحظات

• مدیریت اسلاری: بازیابی، تصفیه و بازیافت اسلاری یک فرآیند پیچیده و نیازمند تجهیزات جانبی (مانند جداکننده‌های هیدروسیکلون و ویبره) است.
• دفع اسلاری مصرف شده: اسلاری آلوده به مواد حفاری شده نیاز به دفع اصولی و مطابق با مقررات محیط زیستی دارد.
• سایش و نگهداری پمپ: به دلیل ماهیت ساینده ذرات در دوغاب، قطعات پمپ به ویژه پروانه و پوسته آن، مستعد فرسایش هستند و نیاز به نظارت و تعمیر و نگهداری منظم دارند.
• نیاز به تخصص بالا: طراحی سیستم اسلاری، انتخاب نوع و غلظت آن و بهره‌برداری از پمپ‌ها نیاز به دانش فنی و تجربه بسیار دارد.

نتیجه‌گیری

پمپ اسلاری را می‌توان به عنوان یک فناوری توانمندساز در صنعت ساخت و ساز مدرن دانست. این دستگاه، کلید احداث آسمان‌خراش‌هایی است که در زمین‌های ناپایدار بنا می‌شوند، ایستگاه‌های مترویی که در اعماق زمین ساخته می‌شوند و پل‌هایی که در دل آب‌ها پایه‌گذاری می‌گردند. اگرچه این پمپ‌ها در پشت صحنه فعالیت می‌کنند، اما نقش آن‌ها در ایجاد پایه‌ای امن و مطمئن برای سازه‌های عظیم، غیرقابل انکار و حیاتی است. بدون پمپ اسلاری، چهره شهرهای امروزی و پروژه‌های زیرساختی به کلی متفاوت بود.

برای خرید محصولات مرتبط با پمپ های انتقال مواد می توانید به سایت دیجی رابر مراجعه بفرمایید.