一個城市的發達程度如何,看這個城市「摩天大樓」的數量就能看出來,正所謂寸土寸金,高層建築才能最大化利用每一寸土地。
隨著經濟的迅速發展,國內的超高層建築越來越多,根據世界高層都市建築學會CTBUH (Council on Tall Buildings and Urban Habitat )中給出的定義,建築高度在200 米以上的建築物稱為高層建築,高度在300 米以上的被稱為超高層建築。
要建設好這些超高層建築,就必須要用到超高強度的混凝土。因此,首先要解決的就是這些超高強度混凝土的泵送、澆築問題,如何把這些混凝土輸送到超高層建築的樓頂,對於泵送機械來說,是一個很大的挑戰。
近日,徐工的混凝土車載泵,又創下了一項新的世界紀錄。標號為C120的混凝土,在模擬超高層泵送水平盤管1800 米(垂直 620 米)試驗中取得成功,這也意味著利用這一技術可以一次性把混凝土泵送到620米的高度。而此前這一紀錄的保持者是三一在2014年創下的,在廣州東塔將C120超高強度混凝土泵送到了500米的高度。
超高層泵送的難點在哪?
超高強度混凝土是第一道攔路虎,混凝土的強度越高,它的黏性也越強,這就意味著混凝土的可泵送性能變差。對於泵送設備來說,需要克服更大的阻力,因此也需要泵送機械輸出更大的壓力。
雖然現在來說,對於國產品牌,要生產出能夠供超高層建築使用的高性能泵,已經不再是什麼難事。但是在此之前,這種技術主要掌握在老外的手裡。
其次,即便是研發出了高性能的輸送泵,還要解決的是泵管、管卡的抗壓能力,泵管之間的密封性,以及泵送結束之後泵管內殘留混凝土的清洗問題。所以,這對於製造高壓泵管所需的材料,以及優化泵送性能有著很高的技術要求。
在「超高壓泵」投入使用之前,很多時候都會通過水平泵送模擬實驗,來驗證泵送設備垂直泵送性能的高低。
比如這一次,徐工通過了1800米的水平盤管,來驗證這台HBC10040V超高壓車載泵的垂直可泵送高度的極限,通過計算得出這台車載泵的垂直最大可泵送高度是620米,相當於155層樓高。
相比較水平泵送,垂直泵送也需要克服混凝土的重力,同時由於混凝土中的水分會往下流,極易造成混凝土堵管問題的發生,因此垂直泵送比水平泵送難度更高。而對於這種超高層的泵送來說,更是難上加難。
三一、中聯、徐工超高壓泵性能對比
上面的表格中,分別列出的是中聯、三一、徐工各自旗下的高性能泵。其中,2008年,由中聯重科自主開發的HBT90·40·572RS超高壓混凝土泵,將C100超高機能混凝土成功泵送至411米高度;三一的這台HBT90CH-2135D混凝土泵,就是上面提到過的,將C120混凝土泵送至500米高度紀錄的創造者,它曾經也創造過將C100強度的混凝土,泵送至600米以上的世界紀錄;而徐工的HBC10040V車載泵,是目前新的C120高強度混凝土超高層泵送紀錄的打破者。
從帳面數據來看,確實是徐工的HBC10040V車載泵略勝一籌,不管是最大泵送壓力,還是理論泵送速度,徐工徹底地打破了中聯和三一此前所創下的紀錄。
高性能泵的難點在於液壓系統,最大出口壓力直接限制了混凝土泵的最高泵送高度,比如徐工的這台車載泵,最大出口壓力是40Mpa,在目前同級別的產品中,算得上是數一數二。
其次,要產生如此大的出口壓力,對於整個泵送液壓系統的優化很重要,如何減緩泵送換向所產生的脈衝對泵管的衝擊力,對於泵送過程至關重要。液壓系統在這個過程中,不但要保證其恆定的泵送壓力輸出,也要保證其換向的穩定性,沒有技術的沉澱,肯定是做不到的。
徐工的優勢在哪?
徐工的泵送機械發展迅猛,還要從徐工收購施維英之後說起,施維英可是全球混凝土泵送機械的鼻祖。而這台打破紀錄的車載泵,也大量的採用了施維英的技術,也算是中國製造和德國技術的完美融合,對於當下越來越多的超高層的泵送需求來說,當然是一件好事。
因為超高層的混凝土泵送成本是很高的,之前包括中聯、三一在內的超高層泵送,單設備的使用成本就達到了十幾塊一立方的水平,這還不包括人工以及其它的使用費用。所以,只有我們自己掌握了超高壓泵的製造和超高層泵送技術,才能降低使用成本。
施維英的技術是有目共睹,其在全球範圍內也曾創造過很多的泵送紀錄,在高壓泵的技術方面,也有著很深厚的經驗積累,這些對於徐工來說都是很寶貴的。
超高壓泵是混凝土泵送機械中的高端產品,掌握了這種技術,我們才能不受制於人,高層、超高層建築都離不開它們工作的身影,在建設現代的大都市過程中,它們也稱得上是「國之重器」。
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