《混凝土泵》

《混凝土泵》是2018年12月1日實(shí)施的一項(xiàng)中國國家標(biāo)準(zhǔn)。

國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土泵》 由TC328（全國建筑施工機(jī)械與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）歸口上報(bào)及執(zhí)行 ，主管部門為中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)。

主要起草單位 中聯(lián)重科股份有限公司 、山東圓友重工科技有限公司 、水利部杭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究所 、北京建筑機(jī)械化研究院 。

主要起草人 陳保鋼 、郭崗 、張劍敏 、劉波 、胡衛(wèi)民 、譚語 、焦予民 、吳燕明 、周紫晗 。

（1）進(jìn)行混凝土泵車的放置、取力和支腿操作；（2）進(jìn)行混凝土泵車的臂架控制等操作；（3）進(jìn)行混凝土泵車的電氣、液壓及其他簡(jiǎn)單故障的診斷及處理；（4）進(jìn)行混凝土泵車輸送管道的敷設(shè)；（5）進(jìn)行混凝土泵車的維護(hù)保養(yǎng)。

用于鐵路及公路隧道、橋涵、水電、礦山、高層建筑及國防等工程的混凝土施工。

混凝土泵選型

目前，對(duì)于一般按施工方的用料骨徑和施工速度選擇混凝土泵選型，就是所謂按量吃放，而對(duì)于超高層建筑的泵送施工一般采用高壓泵送或一泵到頂來實(shí)現(xiàn)。

接力泵送就是通過一臺(tái)混凝土泵將混凝土輸送到事先放置于一定高度的另一臺(tái)混凝土泵料斗內(nèi)，然后通過第二臺(tái)輸送泵將混凝土送到目的地；該方案經(jīng)濟(jì)、比較可靠；相對(duì)而言，對(duì)泵的要求也不太高，與此同時(shí)，該工程完成后，這些泵能夠經(jīng)濟(jì)地使用于其他一般工程；缺點(diǎn)是施工較繁瑣，施工時(shí)第一泵和第二泵要協(xié)調(diào)一致；第二泵的固定地要做特殊處理，同時(shí)要考慮樓板的承載能力能否滿足要求。該泵送方法在早期混凝土泵送機(jī)械發(fā)展初期使用很多，隨著混凝土泵送機(jī)械及相關(guān)技術(shù)的日益成熟，該方案逐步被一泵到頂方案所替代；

一泵到頂就是利用超高壓混凝土泵直接將混凝土輸送到目的地；該方案具有施工簡(jiǎn)單，施工成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但該方案泵送壓力過高，容易產(chǎn)生泄漏導(dǎo)致混凝土離析、堵管等諸多問題，因而對(duì)泵送設(shè)備、混凝土輸送管道以及泵送施工工藝都要求極高；與此同時(shí)，該工程完成后，該泵用于其他一般項(xiàng)目就不太經(jīng)濟(jì)。

根據(jù)綜合考慮，本案選擇一泵到頂方案，即只用一臺(tái)泵將混凝土泵送至目的地，該方案對(duì)于泵送設(shè)備要求很高，具有代表性。

超高壓混凝土泵選型一般是根據(jù)工況要求，估算管道的阻力，根據(jù)所計(jì)算壓力值初選混凝土泵型號(hào)，最后根據(jù)廠家提供的施工方量需求，確認(rèn)泵送壓力（決定了泵送高度）、理論方量（決定了泵送時(shí)間）是否滿足施工需求。如果滿足需求，型號(hào)確定，如果不滿足需求則重新選型號(hào)。如此反復(fù)，直至所選型號(hào)滿足要求為止，其流程圖如圖1所示。

（1）泵送壓力估算。

目前對(duì)于高強(qiáng)高性能混凝土泵送的壓力估算尚無成熟的方法。我們依據(jù)傳統(tǒng)泵送壓力估算的三種方法（即：S.Morinaga公式法、計(jì)算圖表法、日本土木學(xué)會(huì)公式法），選擇其S.Morinaga公式法，來初步估算泵送壓力。其理由是該公式計(jì)算的壓力損失值偏大，符合高強(qiáng)高性能混凝土粘阻力大的特點(diǎn)。

根據(jù)JGJ/T10-95《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》推薦的計(jì)算方法,選擇較高壓力損失計(jì)算的S.Morinaga公式[1]：

式中：r—輸送管半徑 r=0.0625(m)

K1=粘著系數(shù)(Pa) K1=(3.0-0.10S1).102

K2=速度系數(shù)(Pa/m/s) K2=(4.0-0.10S1).102

t2/t1—分配發(fā)切換時(shí)間與活塞推壓混凝土?xí)r間

之比,取0.2

V—混凝土在輸送管內(nèi)平均流速(m/s)

α—混凝土徑向壓力與軸向壓力之比,α=0.9

根據(jù)計(jì)算：△PH=0.035MPa/m(水平)

初步計(jì)算:

已知： 垂直高度432.5(m)×2×0.035=30.28 MPa

預(yù)計(jì)： 水平管道100m×0.035=3.5MPa

空機(jī)壓力：1MPa

因此，混凝土泵的出口壓力至少要大于

P>30.28 3.5 1=33.78MPa

（2）設(shè)備型號(hào)初選。

根據(jù)上述計(jì)算，考慮到坍落度損失、布管、混凝土波動(dòng)等因素，預(yù)留5%的系數(shù)。泵出口壓力至少為35.47 MPa；即要選擇35.5 MPa以上的混凝土泵。對(duì)于出口壓力超過35.5 MPa，查閱國內(nèi)外混凝土泵型譜可知，

（3）設(shè)備型號(hào)確定。

對(duì)于大多數(shù)工程來講，都有施工速度的要求，因此在選擇泵送設(shè)備時(shí)，要考慮其混凝土實(shí)際輸出方量能力。

混凝土泵送混凝土技術(shù)：全液控?fù)Q向技術(shù)：

第一代泵送技術(shù)：電控?fù)Q向技術(shù)，PLC控制電磁閥換向?qū)崿F(xiàn)泵送、S管分配的交替換向。

機(jī)器組裝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，但電氣控制復(fù)雜，故障率與維護(hù)成本極高，極易耽誤工程進(jìn)度是最大的弊端。

第二代泵送技術(shù)：液壓換向技術(shù)，完全靠主油缸、分配小油缸液壓信號(hào)的變化實(shí)現(xiàn)動(dòng)作換向。

1、混凝土泵送、S管分配無需PLC電氣元件參與，故障率更低，控制更可靠，產(chǎn)品的使用壽命大大提高。

2、全液控技術(shù)輸送泵，沒有恒壓泵、控制箱內(nèi)沒有PLC、沒有氮?dú)鈨?chǔ)氣罐、水箱處沒有接近開關(guān)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)成本大大降低。

混凝土泵泵送閉式系統(tǒng)：

混凝土輸送泵車液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓缸、蓄能器、過濾器、冷卻器、閥門、壓力表、油管及油箱等組成，一般分為四個(gè)子系統(tǒng)：泵車主液壓系統(tǒng)、臂架支腿和轉(zhuǎn)臺(tái)液壓系統(tǒng)、泵車的攪拌和冷卻液壓系統(tǒng)和水洗液壓系統(tǒng)。為了減輕布料桿上液壓缸等液壓元件的自重，布料桿和支腿回路采用較高的額定上作壓力。泵車的液壓系統(tǒng)因機(jī)種而異，但其基本工作原理是相同的。在混凝土泵液壓系統(tǒng)中，由于性能要求，系統(tǒng)中往往設(shè)有安全閥、溢流閥和順序閥等。若安全閥的壓力調(diào)的過低，安全閥將頻繁開啟，產(chǎn)生溢流損失，造成系統(tǒng)發(fā)熱；若壓力調(diào)整過高，又會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)泄漏增加，使系統(tǒng)發(fā)熱，因此，應(yīng)按液壓系統(tǒng)的負(fù)載要求，正確計(jì)算和調(diào)整安全閥和壓力值，從而保證系統(tǒng)在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)工作。當(dāng)混凝土輸送泵泵送系統(tǒng)主回路為閉式系統(tǒng)時(shí)，泵送系統(tǒng)中必須設(shè)熱交換回路，熱交換回路中溢流閥的設(shè)定壓力應(yīng)引起重視，設(shè)定壓力過低，會(huì)使泵送液壓缸換向沖擊增加，設(shè)定壓力過高，會(huì)使溢流損失過大，系統(tǒng)溫升過高。如果內(nèi)控式順序閥的調(diào)整壓力過高，當(dāng)工作液壓缸的工作壓力低于其調(diào)整壓力時(shí)，順序閥閥口存在壓力損失，引起溫升，造成系統(tǒng)發(fā)熱，合理確定內(nèi)控式順序閥的設(shè)定壓力，可使工作缸的工作壓力高于順序閥的開啟壓力，順序閥工作時(shí)，閥口將全開，閥口基本無壓力損失，從而避免了由于順序閥設(shè)定壓力不當(dāng)而造成的系統(tǒng)發(fā)熱?！　?

混凝土輸送泵的配置

液壓泵

液壓泵是科強(qiáng)混凝土輸送泵的“心臟”，根據(jù)產(chǎn)地不同有國產(chǎn)液壓泵和進(jìn)口液壓泵之分；根據(jù)液壓泵的結(jié)構(gòu)形式有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵之分。為同形式的液壓泵適合于不同的壓力等級(jí)。齒輪泵因造價(jià)低廉、適應(yīng)性強(qiáng)，在初期的混凝土輸送泵上被廣泛采用，但因其承壓較小、脈沖阻力大，通常配置在低壓泵上，或只用在中、高壓泵的輔油路系統(tǒng)；柱塞泵分斜盤式和斜軸式，因其適應(yīng)的壓力范圍大，被廣泛采用。主液壓泵就采用德國哈威公司的V30D斜盤式柱塞泵，以高檔次的元件配置，提升了整機(jī)的品質(zhì)。進(jìn)口液壓泵，如德國力士樂公司的A4VG、A10VG、A11VG系列產(chǎn)品和日本川崎公司的K3V、K5V斜盤式柱塞泵，都是世界一流水準(zhǔn)的產(chǎn)品。國產(chǎn)斜軸式柱塞泵中，以貴陽力源液壓為代表的A7V、A8V系列產(chǎn)品是國產(chǎn)柱塞泵的精品，質(zhì)量相對(duì)可.因此，從使用液壓泵的檔次，就可以窺視一臺(tái)混凝土輸送泵整機(jī)性能的一斑。

液壓閥

液壓閥是液壓泵的“助手”，包括順序閥、減壓閥、換向閥、卸荷閥、單向閥和切換閥等。國產(chǎn)的換向閥、卸荷閥以上海立新、北京華德的產(chǎn)品較優(yōu)，但在順序閥、減壓閥等技術(shù)難度大、可*性要求高的閥類上，以選用德國哈威、力士樂、美國伊頓、威格仕、意大利阿拖斯（Atos）、日本油研等世界知名品牌為佳，這樣可使混凝土輸送泵性能有可*的保障。如果一個(gè)液壓閥組出現(xiàn)故障，則會(huì)影響整機(jī)的動(dòng)作；因此選購混凝土輸送泵時(shí)，不僅要看“心臟”，還要看其“助手”，實(shí)現(xiàn)最佳配置。

電氣元件

科強(qiáng)混凝土輸送泵上的電氣元件有接觸器、斷路器、繼電器等，它們按邏輯程序動(dòng)作，控制相關(guān)元件的工作。國產(chǎn)電氣元件在價(jià)格上雖占優(yōu)勢(shì)，但可*性和壽命與進(jìn)口或合資品牌的元件質(zhì)量仍有差距。如法國施耐德的接觸器、德國西門子的斷路器、日本歐姆龍的小型繼電器，都是同類產(chǎn)品中的佼佼者。為了減少電器觸點(diǎn)多帶來的故障，有些廠家相繼把PLC（可編程控制器）應(yīng)用到混凝土輸送泵上，以使其電氣系統(tǒng)的機(jī)械觸點(diǎn)減少到最低程度。PLC的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了無觸點(diǎn)程序控制，又便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制，用微電腦編寫故障檢測(cè)程序，顯示故障原因，方便了系統(tǒng)的操作和維護(hù)。綜合分析品牌與服務(wù) 除從混凝土輸送泵的“硬件”配置方面選擇外，還要分析其“軟件”的水平：如該品牌的生產(chǎn)歷史、研發(fā)實(shí)力、售后服務(wù)能力等等。正規(guī)大型企業(yè)在研發(fā)實(shí)力、質(zhì)量保障、售后服務(wù)及零配件的供應(yīng)上，都有較好的表現(xiàn)，可使用戶免除后顧之憂。