Công Suất Máy Bơm Bê Tông: Cách Tính Năng Suất, Công Suất Động Cơ

Công suất máy bơm bê tông gồm hai con số cần phân biệt: năng suất bơm (m³ bê tông/giờ) và công suất động cơ (kW) kéo bơm thủy lực. Bơm bê tông mini thường đạt 10–30 m³/h với động cơ 11–37 kW, bơm tĩnh (bơm dòng) 40–100 m³/h với động cơ điện 55–132 kW 3 pha 380V hoặc diesel tương đương, còn xe bơm cần 37–52 m đạt 100–170 m³/h lý thuyết. Năng suất thực tế ở công trường thường chỉ 30–60% con số catalogue vì phụ thuộc xe bồn cấp bê tông, độ sụt, chiều dài ống và tay nghề vận hành.

1) Máy bơm bê tông là gì, công suất được hiểu thế nào?

Máy bơm bê tông là thiết bị dùng piston thủy lực đẩy hỗn hợp bê tông tươi qua đường ống tới vị trí đổ, theo phương ngang hoặc lên cao. Hai xi lanh bê tông làm việc luân phiên: một xi lanh hút bê tông từ phễu, xi lanh còn lại đẩy bê tông vào ống, van chữ S (S-valve) đảo chiều sau mỗi hành trình. Xem thêm phân loại chi tiết tại bài các loại máy bơm bê tông.

• Máy bơm bê tông đẩy bê tông tươi qua đường ống tới vị trí đổ.

a) Năng suất bơm (m³/h)

Là thể tích bê tông bơm được trong 1 giờ ở chế độ chạy liên tục, phụ thuộc đường kính xi lanh, chiều dài hành trình và số hành trình mỗi phút. Catalogue luôn ghi năng suất lý thuyết lớn nhất ở chế độ áp thấp.

b) Áp lực bê tông (bar, MPa)

Là áp lực piston tạo ra trên bê tông, quyết định bơm đi được bao xa, lên cao bao nhiêu. Nhiều máy có 2 chế độ: áp thấp – năng suất cao và áp cao – năng suất thấp (đổi bằng van chuyển hoặc đổi đầu ống thủy lực).

c) Công suất động cơ (kW)

Là công suất motor điện hoặc động cơ diesel kéo bơm thủy lực chính. Máy bơm bê tông dùng bơm thủy lực điều khiển công suất không đổi, nên năng suất và áp lực không cùng đạt cực đại một lúc: muốn áp cao thì năng suất giảm và ngược lại.

2) Công thức tính năng suất và công suất máy bơm bê tông

a) Công thức tính năng suất lý thuyết

Q (m³/h) = 60 × n × (π × D² / 4) × S × k

• n: số hành trình mỗi phút (tổng cả 2 xi lanh).
• D: đường kính xi lanh bê tông (m), phổ biến 0.18–0.26 m.
• S: chiều dài hành trình piston (m), phổ biến 1.4–2.1 m.
• k: hệ số điền đầy xi lanh, khoảng 0.8–0.9 với bê tông độ sụt 12–18 cm.

Ví dụ: xi lanh D = 0.23 m, hành trình S = 2.1 m, n = 29 lần/phút, k = 0.9 thì Q ≈ 60 × 29 × 0.0415 × 2.1 × 0.9 ≈ 137 m³/h lý thuyết.

b) Năng suất thực tế trên công trường

Q thực tế = Q lý thuyết × Ktg, trong đó Ktg (hệ số sử dụng thời gian) thường 0.4–0.7: thời gian chờ xe bồn, đổi vị trí ống, vệ sinh phễu, dừng chờ đầm. Với ví dụ trên, năng suất đổ thực tế khoảng 55–95 m³/h. Khi lập kế hoạch đổ sàn, số xe bồn cần ≈ Q thực tế × thời gian vòng xe (giờ) / dung tích xe (m³).

c) Công thức ước tính công suất động cơ

P (kW) ≈ p (bar) × Q (m³/h) / (36 × η), với p là áp lực bê tông tại điểm làm việc, η là hiệu suất tổng (0.7–0.8). Ví dụ bơm tĩnh cần 50 m³/h ở 60 bar: P ≈ 60 × 50 / (36 × 0.75) ≈ 111 kW. Áp lực cần thiết tăng theo chiều dài ống ngang (khoảng 0.15–0.3 bar mỗi mét ống DN125 tùy độ sụt), mỗi mét chiều cao thêm khoảng 0.25 bar, cộng tổn thất co và ống mềm.

3) Bảng thông số, công suất các loại máy bơm bê tông

• Năng suất cột lưu lượng là lý thuyết ở chế độ áp thấp; áp lực cực đại đạt được ở chế độ áp cao với năng suất giảm 30–40%.
• Khoảng số liệu là phổ biến trên thị trường, từng model có bảng thông số riêng.

a) Ví dụ thông số xe bơm bê tông cần 37 m

Một mẫu xe bơm cần 37 m phổ biến có năng suất tối đa khoảng 160 m³/h khi bơm phía cần (áp bê tông khoảng 75 bar) và khoảng 100 m³/h khi bơm phía piston (áp khoảng 115 bar); xi lanh bê tông 230 mm, áp suất thủy lực hệ thống 350 bar, khoảng 29 hành trình/phút; cần 4 khúc dài khoảng 8–9 m mỗi khúc, vươn cao 37 m, vươn ngang 33 m; phễu chứa khoảng 600 lít, bôi trơn tự động.

• Máy bơm bê tông động (xe bơm cần) vươn cần đổ bê tông sàn.

b) Máy bơm bê tông tĩnh

Bơm tĩnh (bơm dòng) chỉ gồm cụm bơm đặt trên rơ moóc, nối với đường ống thép lắp sẵn tại công trường. Không vươn cần được như xe bơm nhưng đẩy được xa và cao hơn nhiều, nên dùng cho nhà cao tầng (bơm chuyền theo ống đứng), hầm, đường hầm, công trình có mặt bằng hẹp.

• Máy bơm bê tông tĩnh đặt trên rơ moóc, nối đường ống cố định.

4) Motor điện máy bơm bê tông: điện áp, dòng điện, khởi động

a) Điện áp và dòng điện theo công suất

Bơm bê tông tĩnh chạy điện dùng motor 3 pha 380V 50Hz, thường 4 cực (khoảng 1480 vòng/phút) nối trực tiếp bơm thủy lực. Bơm mini có thể dùng motor 3 pha 11–22 kW. Dòng điện định mức và thiết bị đóng cắt tham khảo:

• Dòng điện là trị số gần đúng của motor 4 cực hiệu suất IE2/IE3; luôn đọc dòng trên tem motor.
• Công suất máy phát ghi trong bảng áp dụng khi có khởi động sao – tam giác hoặc khởi động mềm; khởi động trực tiếp cần máy phát lớn hơn.
• Cáp điện từ tủ tổng tới máy bơm dài trên 50 m cần tăng tiết diện để sụt áp dưới 5%.

b) Biến tần cho máy bơm bê tông chạy điện

Biến tần giúp khởi động rất êm (dòng khởi động gần bằng dòng định mức), giảm kích thước máy phát và cho phép chỉnh tốc độ bơm thủy lực khi chỉ cần đổ chậm (cột, vách). Chọn biến tần tải nặng (heavy duty) công suất bằng hoặc lớn hơn 1 cấp so với motor, ví dụ motor 90 kW dùng biến tần 90–110 kW tải nặng. Với các dòng động cơ điện 3 pha thay thế cho bơm bê tông, chọn đúng kích thước mặt bích, trục và số cực của motor cũ.

5) Quy trình vận hành máy bơm bê tông để đạt đúng công suất

a) Trước khi bơm

• Kiểm tra dầu thủy lực, nước làm mát xi lanh (thùng nước rửa piston), mỡ bôi trơn van S, nhiên liệu hoặc điện áp 3 pha.
• Lắp ống chắc chắn, ống đứng có giá đỡ, ống ngang kê phẳng; cút cong dùng bán kính lớn.
• Bơm vữa xi măng hoặc vữa mồi khoảng 0.3–0.5 m³ để bôi trơn đường ống trước khi bơm bê tông.

b) Trong khi bơm

• Bê tông đúng mác và độ sụt bơm được (thường 12–18 cm), cốt liệu lớn nhất nhỏ hơn 1/3 đường kính ống.
• Giữ phễu luôn đầy trên trục cánh khuấy để không hút khí; khi chờ xe bồn, chạy bơm chậm hoặc đảo chiều vài nhịp mỗi 5–10 phút để bê tông trong ống không lắng.
• Theo dõi áp lực thủy lực: áp tăng dần bất thường là dấu hiệu sắp tắc ống.

c) Sau khi bơm

• Bơm ngược phần bê tông thừa về phễu, đẩy bi xốp làm sạch ống bằng nước hoặc khí nén.
• Rửa phễu, van S, xi lanh; kiểm tra độ mòn tấm kính – vòng cắt và ống, cút ở các điểm mòn nhiều.

6) Ứng dụng các mức công suất máy bơm bê tông

• Bơm bê tông mini công suất nhỏ 10–30 m³/h: đổ sàn nhà phố, nhà xưởng nhỏ, cột vách, hẻm nhỏ xe bồn không vào được.
• Xe bơm cần 37–52 m: đổ sàn chung cư thấp tầng, móng bè, nhà xưởng diện tích lớn cần năng suất cao.
• Bơm bê tông tĩnh 60–100 m³/h: nhà cao tầng trên 15 tầng, bơm bê tông đi xa trong hầm, đập thủy điện, cầu.
• Bơm bê tông cao áp: tòa nhà siêu cao tầng, bơm lên cao 200–400 m theo ống đứng.
• Bơm vữa, bơm bê tông hạt nhỏ: chống thấm, phun vữa, đổ bù, bê tông nhẹ.

7) Ưu điểm và nhược điểm của máy bơm bê tông

a) Ưu điểm

• Năng suất đổ bê tông cao gấp nhiều lần đổ thủ công bằng cẩu, tời, xe rùa.
• Bê tông đổ liên tục, ít mạch ngừng, chất lượng kết cấu đồng đều hơn.
• Đưa bê tông tới vị trí cao, xa, hẹp mà xe bồn không tới được.
• Giảm nhân công và thời gian thi công cho từng đợt đổ.

b) Nhược điểm

• Chi phí thuê hoặc đầu tư lớn; công trình nhỏ có thể phát sinh phí tối thiểu cho mỗi ca bơm.
• Yêu cầu bê tông đúng độ sụt, cấp phối bơm được; bê tông khô dễ gây tắc ống.
• Ống, cút, van S, tấm kính – vòng cắt mòn nhanh, là chi phí vận hành thường xuyên.

Bài viết liên quan: Các Loại Máy Bơm Bê Tông: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Cách Lựa Chọn; Motor Máy Bơm Nước: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động, Phân Loại, Cách Lựa Chọn; Máy Bơm Nước Công Nghiệp - Máy Bơm Nước Ly Tâm 3 Pha; Máy Bơm Nước Gia Đình; Máy Bơm Nước Nông Nghiệp: Phân Loại Và Cách Tính Lưu Lượng Và Cột Áp. Xem thêm sản phẩm: máy bơm nước, máy bơm nước 3 pha, máy bơm nước inox, máy bơm nước Teco, máy bơm bùn.

8) Câu hỏi thường gặp về công suất máy bơm bê tông

a) Dành cho người đang khảo giá, sắp mua máy bơm bê tông

• Đổ sàn 120 m³ nên thuê bơm bê tông công suất bao nhiêu? Với xe bơm cần 37 m năng suất lý thuyết khoảng 120–160 m³/h, năng suất thực tế 40–70 m³/h, sàn 120 m³ đổ xong trong khoảng 2–3 giờ nếu đủ 8–12 xe bồn quay vòng; bơm mini 20–30 m³/h sẽ mất 5–7 giờ.
• Nhà phố hẻm nhỏ nên dùng bơm cần hay bơm tĩnh mini? Hẻm dưới 3.5 m xe bơm cần không vào được thì dùng bơm bê tông mini hoặc bơm tĩnh cỡ nhỏ kéo ống 50–150 m, năng suất 10–30 m³/h là đủ cho sàn 30–60 m³.
• Bơm bê tông chạy điện hay chạy dầu tốt hơn? Bơm điện 3 pha rẻ chi phí nhiên liệu hơn khoảng 40–60%, ít ồn, hợp công trình có điện ổn định và đổ nhiều đợt; bơm diesel chủ động nguồn, hợp công trình chưa có điện hoặc thường di chuyển.
• Bơm bê tông 60 m³/h cần motor bao nhiêu kW? Các mẫu bơm tĩnh 60 m³/h phổ biến dùng motor điện khoảng 75–90 kW (dòng khoảng 140–165 A ở 380V) hoặc diesel khoảng 100–110 kW, áp lực bê tông tối đa 100–130 bar.
• Giá thuê bơm bê tông hiện nay khoảng bao nhiêu? Theo giá trung bình thị trường Việt Nam, thuê xe bơm cần thường tính theo m³ (khoảng 60–120 nghìn đồng/m³) kèm mức tối thiểu mỗi ca (khoảng 3–6 triệu đồng); bơm tĩnh cho nhà cao tầng thường tính theo hợp đồng trọn gói theo khối lượng và độ cao.

b) Dành cho người đã mua, cần hướng dẫn lắp đặt, đấu điện, sử dụng

• Đấu điện bơm bê tông tĩnh 3 pha 380V cần lưu ý gì? Dùng cáp đồng đủ tiết diện (motor 90 kW thường cần cáp 70–95 mm² mỗi pha tùy chiều dài), aptomat 250A, kiểm tra thứ tự pha để motor quay đúng chiều mũi tên bơm thủy lực và nối tiếp địa vỏ máy.
• Kiểm tra chiều quay motor bơm bê tông thế nào? Bấm khởi động nhanh 1–2 giây và nhìn quạt motor so với mũi tên trên vỏ bơm thủy lực; quay ngược nhiều giây có thể làm hỏng bơm thủy lực, đảo 2 pha nếu sai chiều.
• Lắp đường ống bơm bê tông sao cho ít tắc? Ống ngang đầu tiên dài ít nhất bằng 1/4 chiều cao ống đứng, dùng cút bán kính lớn, đặt van chặn bê tông ở chân ống đứng; mối nối kẹp chặt có gioăng để không mất vữa.
• Bê tông bao nhiêu độ sụt thì bơm tốt? Độ sụt 12–18 cm, cốt liệu lớn nhất 20–25 mm cho ống DN125, đủ cát và xi măng (thường từ 300 kg xi măng/m³ trở lên) để bê tông trơn ống.
• Chạy lần đầu máy bơm bê tông mới cần làm gì? Chạy không tải 10–15 phút cho dầu thủy lực đạt 30–40°C, kiểm tra rò rỉ, áp suất thủy lực, van S đảo đều, rồi mới bơm vữa mồi và bê tông.

c) Dành cho người gặp lỗi do dùng sai cách, cần cách khắc phục hoặc giải pháp tiết kiệm chi phí

• Máy bơm bê tông bị tắc ống giữa chừng? Nguyên nhân hay gặp là bê tông khô, chờ xe quá lâu, thiếu vữa mồi hoặc ống bẩn; bơm ngược 2–3 nhịp rồi bơm xuôi, gõ tìm đoạn tắc (tiếng đặc) và tháo đoạn đó ra vệ sinh.
• Bơm bê tông năng suất giảm, nhịp bơm chậm? Thường do xi lanh hút không đầy (bê tông khô, phễu thiếu), piston mòn, dầu thủy lực nóng trên 70°C hoặc lọc dầu bẩn; thay lọc, bổ sung giải nhiệt dầu rẻ hơn rất nhiều so với sửa bơm thủy lực.
• Motor điện bơm bê tông hay nhảy aptomat khi khởi động? Do khởi động có tải, sụt áp nguồn, máy phát nhỏ hoặc mất pha; khởi động ở chế độ không tải, kiểm tra tụ bù, dùng khởi động mềm hoặc biến tần để giảm dòng khởi động.
• Dầu thủy lực máy bơm bê tông bị nóng nhanh? Két giải nhiệt bám bụi xi măng, dầu sai cấp nhớt hoặc thiếu dầu; vệ sinh két, dùng dầu thủy lực VG46 hoặc VG68 theo khí hậu và giữ dầu đúng mức.
• Làm sao tiết kiệm chi phí bơm bê tông? Chọn đúng cỡ bơm theo khối lượng đổ thay vì thuê máy quá lớn, sắp xếp xe bồn liên tục để giảm thời gian chờ, đổi luân phiên các ống ở vị trí mòn và thay tấm kính – vòng cắt đúng hạn để không làm mòn lây sang van S.