Čerpanie betónu v Burj Dubai, Putzmeister Holding GmbH, tlačová správa - PresseBox
Čerpadlá na betón s výtlačným tlakom nad 400 bar
Plášť budovy Burj Dubai sa v súčasnosti dokončuje pomocou niekoľkých vysokovýkonných betónových čerpadiel Putzmeister, sofistikovaného systému prívodného potrubia, stacionárnych výložníkov betónu bez štrku a zložitých betónových receptúr. Staviteľ Emaar Properties (SAE) zadal uskutočnenie stavebných prác na prestížnom projekte High Rise spoločnému podniku so spoločnosťami BeSix (Belgicko) a Arabtec (SAE) pod vedením spoločnosti Samsung (Kórea). Turner Construction (USA) je zodpovedný za riadenie projektu. To, čo bude neskôr najvyššou budovou na svete s výškou nad 800 m, fascinovalo nielen medzinárodných odborníkov, ale aj širšiu verejnosť od začiatku výstavby (výkop v auguste 2004).
Keď sa spoločnosť Unimix - zodpovedná za výrobu a čerpanie betónu v Burj Dubaj - rozhodla poveriť spoločnosť Putzmeister AG dodávkou a inštaláciou čerpadiel, bola potrebná veľká dôvera v know-how a spoľahlivosť partnera. Uvedenie distribučných systémov do prevádzky. Putzmeister už pomocou čerpacích skúšok vopred určil, že betónové čerpadlá a potrubné rozvody sú vhodné pre dopravné výšky do cca 570 m s výkonom čerpadla asi 30 m³/h. Časť budovy týčiaca sa nad ňou by mala zo statických dôvodov pozostávať z oceľovej konštrukcie.
Vysoké čerpanie bolo simulované v rozsiahlych predbežných testoch. Prípravy sa začali v PM začiatkom roku 2005, a to v závode v Aichtale aj na stavbe v Dubaji. Na mieste sa uskutočnili rozsiahle testy vo veľkej sérii testov s vodorovne uloženými potrubiami, aby sa na základe neskoršej receptúry v potrubí simulovalo tlakové správanie a predpokladané trenie betónu a aby sa dosiahol vysoký výkon. Testy sa uskutočňovali so štandardným vysokotlakovým čerpadlom BSA 14000 HP-D a výtlačným potrubím ZX (DN 125).
Medzitým bola dokončená základová doska pre vežu a tri vežové krídla betónových čerpadiel namontovaných na nákladných vozidlách s rôznymi dosahmi stožiarov. Základňa s rozlohou 7 000 m² spočíva na 200 betónových hromadách (priemer 1,5 m) pre skutočnú vežu, ktoré sú hlboké 50 m, a okolo 650 pódií na hromadách (prierez 0,9 m) pre krídla, ktoré dosahujú hĺbku 36 m. Celkovo sa na základňu v Burj Dubai použilo 45 000 m³ betónu vrátane základovej dosky.
Vysokotlakové čerpadlá prispôsobené extrémnym podmienkam V tom čase boli jasné podrobnosti o nových vysokotlakových čerpadlách vyvinutých v závode Putzmeister v Aichtale, ktoré bolo potrebné postaviť a dodať do leta 2005 pre nadchádzajúce vysoké čerpanie. V prípade BSA 14000 SHP-D - správneho názvu pre extrémne čerpadlá - bol okrem iného zosilnený rám a lievik, aby boli schopné absorbovať obrovské sily. Ložiská S-rúrky a výtlačnej dýzy boli tiež upravené vzhľadom na očakávané tlaky. BSA 14000 SHP-D má tiež obzvlášť efektívny filtračný systém, ktorý od začiatku zabraňuje kontaminácii hydraulického oleja vodou alebo časticami nečistôt. Technici PM predovšetkým upravili hydrauliku pohonu tak, aby bol prevodový pomer medzi hydraulickým a betónovým tlakom pri práci na zemi nižší ako i = 1. Vďaka tomuto hydraulickému prevodu sú pomocou vysokovýkonných čerpadiel možné betónové tlaky viac ako 400 bar (max./Teplota). Kvôli očakávaným požiadavkám bol tlak čerpacieho systému pre projekt Burj Dubai obmedzený.
Spoločnosť Unimix spojila dve z týchto vysokotlakových čerpadiel BSA 14000 SHP-D a „normálne“ vysokotlakové čerpadlo na betón BSA 14000 HP-D z testovacej fázy do jednej čerpacej stanice. Stroje sa nachádzajú približne 70 m od stredu veže budovy. Vysokotlakové čerpadlá sú poháňané štandardnou naftou Caterpillar s výkonom 470 kW, ktorá je inštalovaná aj v iných betónových čerpadlách BSA.
Vysokopevnostné betóny vyžadujú tlakové rezervy. Aby sa rozmery stropov a nosných stien udržali čo najmenšie a aby bolo možné prenášať zvyšujúce sa zaťaženie s rastúcou výškou, používajú sa na najpozoruhodnejšom stavbe Dubaja výhradne betóny s vysokou pevnosťou v tlaku. Podľa pôvodných plánov bolo rozloženie jednotlivých betónových receptúr nasledovné: ° Podlahová doska: C80A (najväčšie zrno 20 mm) ° Až po úroveň 26 (výška 95 m) pre steny: C80A (najväčšie zrno 20 mm) ° Až po úroveň 126 (výška 452 m) ) pre steny: C80 (najväčšie zrno 14 mm) ° až do úrovne 154 (výška 570 m) pre steny: C60 ° Na vytvorenie stropov všetkých podlaží je potrebný betón s pevnosťou v tlaku C50.
Aj keď bola betónová trieda C80A s maximálnou zrnitosťou 20 mm pôvodne určená iba na inštaláciu do výšky 95 m (úroveň 26), bol tento betón s prepadom 50 cm a hodnotou W/C 0,3 mierne upravený s výnimkou jedného Výška čerpania 352 m (úroveň 100). Pri tejto výške a pri tomto materiáli bol dopravný tlak pri prevádzke na tyči iba asi 150 bar pri 30 m³/h. Dodržiavanie receptúry malo dva hlavné dôvody: Na jednej strane boli všetci zodpovední príjemne prekvapení, ako ľahko betónové čerpadlá dopravili tento materiál aj za hranicu 300 m. Na druhej strane jeden videl jasné nákladové výhody. Je to preto, lebo pre betón s maximálnou zrnitosťou 20 mm je potrebné podstatne menej cementu a jemných častíc ako pre betónový prípravok s kamenivom s maximálnou veľkosťou 14 mm. Mimochodom, každé vedenie je čerpané s 2 m³ buničiny, ktorá sa zhromažďuje v kontajneri na vrchu budovy a pomocou žeriavu sa odvádza k pozemnej posádke.
Prepracované upevnenie potrubí čerpadiel Vývoj vysoko výkonných čerpadiel na betón pre veľkolepú dodávaciu hlavu v Burj Dubaj bol len jednou z mnohých úloh technikov spoločnosti Putzmeister. Zvláštnou výzvou bol systém dopravného potrubia, jeho opotrebenie a odolnosť proti tlaku, ako aj vedenie a upevnenie potrubia v konštrukcii. Putzmeister v tejto súvislosti požiadal o niekoľko patentov.
Na dočasnú inštaláciu betónu v stropoch použila spoločnosť Unimix od začiatku svoje stacionárne čerpadlo betónu štandardné PM so štandardným výtlačným potrubím ZX (DN 125). Stroj dopravuje hlavne betón s pevnosťou C50 a medzitým (k marcu 2007) dosiahol dopravnú výšku viac ako 400 m. Bol to ten istý BSA 14000 HP-D, ktorý bol použitý na čerpanie v testovacej sérii.
Na žiadosť vedenia stavby boli na prepravu obzvlášť vysokopevnostného betónu vybrané čerpadlové potrubia s vnútorným priemerom 150 mm, ktoré sú inštalované takmer po celej výške dodávky. Bežné prívodné potrubia Putzmeister ZX (DN 125) sú kvôli ľahšej manipulácii inštalované iba na horných 10 poschodiach. V tejto verzii je možné ich prevádzkovať s tlakom až 130 barov.
Blok: „Silné“ potrubie má výhody a nevýhody Zväčšenie prierezu potrubia má priamy vplyv na prietok, správanie sa pri opotrebovaní, požiadavky na tlak a na dobu, po ktorú zostáva betón v potrubí - za predpokladu rovnakej rýchlosti dodávky za hodinu. V porovnaní s prívodným potrubím 125 mm zvyšuje priemer 150 mm prierez približne o 44%. Výsledkom je zníženie tlaku o približne 25% a zodpovedajúcim spôsobom sa zníži aj opotrebenie.
S poklesom prietoku sa však zvyšuje aj čas, ktorý betón zostáva v potrubí. Tento dlhší čas tečenia je potrebné zohľadniť už pri vývoji koncepcie betónovania. Napríklad za predpokladu výšky konštrukcie 580 m zostáva betón v dodávacej linke 150 asi 35 minút. K tomu sa pridáva výrazne vyššie zaťaženie šoupátka v dôsledku podstatne ťažšieho betónového stĺpa v potrubí.
Okrem 45 000 m³ betónu pre vyvŕtané pilóty a základovú dosku sa počíta s požiadavkou na betón asi 180 000 m³ pre vežu a tri krídla. Aby sa zabránilo nutnosti výmeny prívodných potrubí s týmto veľkým množstvom betónu, ktoré sa opotrebovávajú v dôsledku prirodzeného oderu, dodal Putzmeister obzvlášť odolné čerpadlové vedenia s hrúbkou steny 11 mm.
Z centrálnej čerpacej stanice v Burj Dubaj vedú dve z týchto mohutných betónových prívodných potrubí k krídlu „A“. V budove sú dve hlavné vedenia rozdelené do štyroch strún, z ktorých každá vedie k nehybnému rozmiestňovaniu výložníka betónu z PM. Ďalšie, piate potrubie, je určené na pohotovostnú prevádzku.
Masívne stenové ložiská držia betónové rúry, ktoré vážia viac ako 50 t. Aby bolo možné uniesť váhu stúpačiek (tie sú počas betonáže stále vyplnené!), Je každá výtlačná rúra po prechode do zvislej polohy podopretá pevnou oporou. Tieto nosníky v tvare písmena U boli privarené k oceľovým doskám zabudovaným do stien a nesú váhu príslušnej stúpačky. Pri predpokladanej čerpacej výške asi 570 m sa tu spájajú značné masy. Hmotnosti 193 rúrok a spojok (takmer 28 000 kg) a hmotnosť betónu (viac ako 23 000 kg) dosahujú spolu viac ako 51 t!
Jednotlivé 3-metrové rúry čerpadlových potrubí sú medzi dvoma poschodiami pripevnené stropnými konzolami, aby sa s nimi dalo voľne pohybovať vertikálne, ale horizontálne - napriek hmotnosti - sa nemôžu pretrhnúť ani vybočiť. Toto zložité vedenie a upevnenie potrubia čerpadla bolo nevyhnutné, pretože podľa výpočtov Putzmeistera by napätie na potrubiach v dôsledku usadenia budovy, axiálnych napätí a tepelnej rozťažnosti bolo inak príliš veľké.
Hydraulické zdvíhacie zariadenie uľahčuje výmenu potrubí Spoločnosť Putzmeister vyvinula špeciálne zdvíhacie zariadenia na výmenu jednotlivých výtlačných potrubí. Skladajú sa z objímky, ktorá je pripevnená k spojke vyššie uvedeného potrubného úseku. V ďalšom kroku prechádzajú cez strop hore dve spojovacie tyče, na ktorých sú podopreté. Celé vedenie sa zdvíha pomocou hydraulických valcov.
„Železný meč“ pre prípad núdze Už po dvoch hodinách začne vysokovýkonný betón tvrdnúť. Aby ste nestratili celé potrubie cez nastavovací betón v prípade núdze - napr. Kvôli problémom v miešačke, poruche čerpadla, upchatiu 70 m dlhej vodorovnej rúry, oneskoreniu dodávky betónu alebo pri inštalácii betónu - musí sa prívodné potrubie kedykoľvek rýchlo vyprázdniť byť. Za týmto účelom vyvinuli technici PM takzvaný Iron Sword, ktorý funguje ako hydraulický posúvač a vďaka nízkej celkovej výške sa dá optimálne prispôsobiť dostupnému priestoru. Ak by betónové šarže neboli namontované do 90 minút, nariadilo by sa núdzové vyprázdnenie, t. J. Stúpačka by sa uzavrela železným mečom, otvoril by sa ohyb rúry, meč by sa posunul dozadu a betón mohol z rúrky voľne unikať.
Stacionárny výložník bez štrku Betónové prívodné vedenia sú spojené s celkovo štyrmi stacionárnymi výložníkmi betónu Putzmeister. Tri z vedení sú spojené so stožiarmi typu MX 28, ktoré sa používajú na inštaláciu betónu v krídlach. MX 28 sú pripevnené k plošinám samošplhavého stenového debnenia (Doka) a stoja na rúrkových stĺpoch vysokých 16 m. Betónovú inštaláciu v jadre centrálnej budovy zaisťuje štvrtý stacionárny výložník MX, ktorý je ešte väčší a má dosah 32 m. Tento MX 32 je umiestnený na 20 m vysokom trubkovom stĺpe a je inštalovaný v šachte na stene Doka. Procesy lezenia prebiehajú hydraulicky v niekoľkých krokoch na podlahe. Dokončenie jedného poschodia v budove centrálnej veže trvá tri dni. Putzmeister mimochodom dodal všetky štyri stožiare MX bez predradníka. Týmto spôsobom chcelo konzorcium zabezpečiť, aby nosníky štrku stacionárnych stožiarov nebránili žeriavom a debneniu.
Jednoduché, ale dôkladné čistenie V stenách centrálneho jadra je na každý úsek zabudovaných asi 100 m³ betónu (na každé poschodie sú tri diely). Betónová požiadavka na stropy sa pohybuje v krídlach od 150 m lower v dolných úrovniach do 50 m³ v horných poschodiach.
Po dokončení každej betonáže sa potrubie a čerpadlo na betón dôkladne vyčistia. Za týmto účelom na odporúčanie technikov PM spoločnosť Unimix natrvalo nainštalovala takzvanú čistiacu šibenicu vedľa každého BSA. Skladá sa z krátkeho vodorovného výtlačného potrubia a približne 4 m dlhej stúpacej rúry, ktorá je na otvorenom konci dvakrát zahnutá o 90 °. Tesne pred čistením sa betónové potrubie preruší hydraulickým uzatváracím ventilom priamo za čerpadlom BSA a spojenie s čistiacim výložníkom sa vytvorí otočením o 90 °. Prázdna domiešavačka nákladných vozidiel teraz čaká pod šibenicou na otvorenie uzatváracieho ventilu a gravitáciu, aby stekala betón z potrubia do bubna domiešavača. Prevádzkovateľ čerpadla na betón už môže začať čistiť svoj BSA 14000. Vaňa pod lievikom zachytáva zvyškový betón.
Pretože čerpacie potrubie ešte nie je úplne prázdne - v horizontálnom vedení dlhom 70 m zostávajú zvyšky - sa pomocou špongiovej gule a stlačeného vzduchu vytlačí posledný zvyšok betónu z prívodného potrubia z horného konca čerpacieho potrubia. Za týmto účelom dvaja muži z betonárskeho tímu demontujú koncovú hadicu z hornej časti stojaceho výložníka, vložia mokrú špongiovú guľu do vedenia, pripojia čistiacu trysku a pridajú stlačený vzduch. Pri tejto metóde sa vlhká špongiová guľa stlačí cez stúpačku dole a odvedie prípadné zvyšky betónu. Dôkladné dočistenie sa potom vykoná podobným spôsobom - betónovou rúrkou sa potom prefúkne špongia, voda a špongia. Celý proces netrvá dlhšie ako asi 20 minút.
Teleservice informuje centrálny zákaznícky servis PM - vlastný personál je na mieste Práce na Burj Dubai sa vykonávajú v troch zmenách. Kvôli vysokým denným teplotám - do 50 ° C počas dňa - sa betónovanie zvyčajne vykonáva počas o niečo chladnejších nočných hodín. Aby sme boli neustále informovaní o „duševnom stave“ vysokotlakových čerpadiel, sú dve BSA 14000 SHP-D monitorované teleservisom z centrálneho zákazníckeho servisu PM v Aichtal. Prenášajú sa dôležité parametre, ako sú hydraulické tlaky, riadiace signály, teplota oleja atď. Na dodávku betónu na mieste navyše dohliadajú skúsení servisní technici spoločnosti Putzmeister. Už ste sa podieľali na špecifikácii vysokotlakových čerpadiel a na vývoji koncepcie betonáže. Špecialisti PM tiež pomáhali zákazníkovi Unimix a správe staveniska s následnou inštaláciou potrubí a betonárskych výložníkov.