Thiết bị vữa xi măng (thiết bị phụt vữa)

Thiết bị bơm vữa đại diện cho một loại máy móc chuyên dụng quan trọng được thiết kế để tiêm vữa xi măng hoặc hóa chất có kiểm soát vào các tầng đất và đá nhằm ổn định, bịt kín hoặc cải thiện các tính chất kỹ thuật của chúng. Trong bối cảnh rộng lớn hơn của công nghệ trộn đất bằng cắt (CSM) và cải thiện nền đất, thiết bị bơm vữa hỗ trợ việc lắp đặt tường chắn, rèm cắt, dãy cọc secant và hệ thống bơm vữa phun, nơi mà việc tiêm dưới áp lực là điều cần thiết để đạt được các mục tiêu hiệu suất thiết kế. Chức năng chính của thiết bị bơm vữa là đạt được việc cung cấp vữa đồng nhất ở các áp suất và lưu lượng đã chỉ định, cho phép các nhà thầu kiểm soát tính thấm, tăng cường khả năng chịu tải, giảm lún hoặc tạo ra các rào cản không thấm nước trong các ứng dụng nền sâu. Thiết bị bơm vữa hoạt động dựa trên nguyên tắc cơ bản là chuẩn bị cơ học các hỗn hợp vữa đồng nhất và sau đó cung cấp chúng đến các độ sâu và vị trí đã chỉ định thông qua các lỗ khoan tiêm hoặc ống dẫn dưới áp lực kiểm soát. Trong xây dựng tường chắn và cọc secant, thiết bị bơm vữa tiêm vữa trực tiếp vào ma trận đất xung quanh hoặc giữa các cọc để loại bỏ các khoảng trống và tạo ra các yếu tố chịu tải đồng nhất. Đối với các ứng dụng rèm cắt và bơm vữa phun, thiết bị tạo ra dòng chảy áp lực cao cần thiết để làm nứt và trộn đất trong khi đồng thời lấp đầy không gian khoảng trống đã tạo ra bằng vữa. Quy trình hoạt động thường bao gồm việc trộn các nguyên liệu thô (xi măng Portland, nước, phụ gia) trong một nhà máy vữa, lưu trữ tạm thời trong các bể khuấy để duy trì tính đồng nhất, và sau đó cung cấp qua các bơm khoang tiến hoặc bơm piston đến các điểm tiêm nơi các công cụ dưới đất hoặc ống chia sẽ phân phối vữa theo chiều ngang và chiều dọc theo các thông số thiết kế. Danh mục thiết bị bao gồm nhiều loại máy khác nhau có thể được triển khai riêng lẻ hoặc như các hệ thống tích hợp. Các nhà máy bơm vữa kết hợp các thùng chứa vật liệu khô, hệ thống định lượng nước và các máy trộn tốc độ cao có khả năng sản xuất từ 5 đến 50+ mét khối vữa mỗi giờ tùy thuộc vào quy mô. Các bơm khoang tiến (peristaltic) chiếm ưu thế trong các ứng dụng tiêm dưới áp lực nhờ khả năng xử lý các hỗn hợp xi măng mài mòn mà không bị phân tách và duy trì sự dịch chuyển đồng nhất qua các áp lực khác nhau. Các hệ thống khuấy và tuần hoàn duy trì tính đồng nhất của vữa trong suốt quá trình lưu trữ và vận chuyển, điều này rất quan trọng để ngăn chặn việc lắng đọng xi măng trong các công thức có tỷ lệ nước-xi măng cao. Các đơn vị giám sát áp lực và định lượng cho phép điều chỉnh các tham số tiêm theo thời gian thực, trong khi các hệ thống ghi dữ liệu tự động ghi lại áp lực, thể tích và thời gian như bằng chứng tuân thủ các thông số thiết kế. Việc lựa chọn thiết bị bơm vữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố kỹ thuật bao gồm độ nhớt và tỷ lệ nước-xi măng của vữa đã chỉ định (ảnh hưởng đến loại bơm và yêu cầu về công suất), áp lực tiêm thiết kế (dao động từ 10 bar cho các cột soilcrete áp lực thấp đến 100+ bar cho các ứng dụng bơm vữa phun), tỷ lệ sản xuất cần thiết và tổng thể tích vữa cho dự án, các hạn chế về tiếp cận địa điểm ảnh hưởng đến vị trí thiết bị, và nhu cầu giám sát áp lực và thể tích theo thời gian thực để đáp ứng các quy trình đảm bảo chất lượng. Các yếu tố môi trường, chẳng hạn như việc giảm thiểu vữa trả lại và quản lý vật liệu thừa, ngày càng ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị theo hướng thiết kế hệ thống kín với các đơn vị quản lý trả lại. Các hoạt động bơm vữa được điều chỉnh bởi các tiêu chuẩn liên quan bao gồm EN 14679 (thực hiện công việc địa kỹ thuật đặc biệt—tường chắn), EN 12716 (bơm vữa đất—định nghĩa và mô tả), ISO 12572 (xác định hiệu suất của các sản phẩm bơm vữa), và DIN 4126 (tường chắn). Các tiêu chuẩn này thiết lập các tiêu chí hiệu suất tối thiểu cho sự phát triển sức mạnh của vữa, giới hạn áp lực tiêm, và yêu cầu tài liệu mà thiết bị bơm vữa phải hỗ trợ để đảm bảo tuân thủ hợp đồng và độ bền lâu dài của các lắp đặt nền sâu.