建筑幕后英雄:混凝土泵管全解析
一、混凝土泵管的诞生
混凝土泵管是随着混凝土输送泵的出现而同时诞生的新型建筑工程配件产品。20 世纪初,混凝土输送泵的研究开始起步,1902 年法国人最先取得相关专利 ,随后德国、美国等也纷纷投身于混凝土泵的研发。1927 年,德国的弗瑞茨・海尔设计制造出第一台得以应用的混凝土泵。随着技术的发展,1932 年荷兰人库依曼将立缸改为卧缸,制造出库依曼型混凝土泵,极大提高了工作可靠性,为现代混凝土泵技术发展奠定基础。
在混凝土输送泵不断发展的过程中,与之配套的混凝土泵管应运而生。它的出现,彻底改变了混凝土的输送方式。以往,混凝土需要依靠人工一桶一桶或吊车一斗一斗地运送至浇筑地点,不仅效率低下,还耗费大量人力物力。而混凝土泵管的应用,将这一繁琐的作业方式转变为通过管道快速输送,使施工效率大幅提高,极大地推动了建筑行业的发展。
二、泵管的 “家族成员”
混凝土泵管种类多样,能满足不同施工需求。依据规格和使用场景,可划分出不同类型。
(一)按规格划分
常见的混凝土泵管规格有 125、150、80 等。其中,125 型泵管较为常用,又分低压和高压型号。低压 125 型泵管管道外径为 Φ133mm ,高压的则为 Φ140mm。150 型泵管也有高压和低压之分,低压型号外径是 Φ159 的管道,高压的为外径是 Φ168 的管道。80 泵管相对较小,常用于一些小型的混凝土输送作业,如地暖回填施工的细石砂浆泵。不同规格的泵管适用于不同规模和压力要求的混凝土输送项目。像大型建筑工程中,可能会使用 125、150 的泵管,而小型家装等工程则可能会用到 80 泵管。
(二)依使用场景分类
从使用场景来看,泵管主要分为车泵管和地泵管。车泵管主要用于混凝土泵车,包括臂架管、铰链弯头、异径管及弯管,通常采用铸钢铸造而成,直管材质多为 45mn2,这种材质的车泵管耐磨性好,能适应泵车在作业过程中频繁的弯折和混凝土的高速冲刷。由于泵车机动性强,可在不同施工场地灵活作业,车泵管也需要具备良好的韧性和抗疲劳性,以保障在复杂工况下稳定工作。
地泵管主要用于地泵(拖泵)、车载泵和手动布料机,一般由普通 20# 碳钢的流体管或直缝管加工而成。地泵通常固定在施工现场,通过接管将混凝土输送到较远或较高的位置。在大型地下室施工中,由于作业空间大,地泵可以通过铺设较长的地泵管,将混凝土输送到各个浇筑点;在高层楼房施工中,地泵可利用接管将混凝土运输到 200 米甚至更高的高空 ,前提是地泵功率足够且接管长度能达到楼层高度。
三、泵管的工作 “奥秘”
混凝土泵管的工作原理基于压力输送。混凝土输送泵作为动力源,其工作时,电机或发动机驱动泵送系统,泵送系统中的活塞在液压缸的推动下做往复运动。当活塞后退时,混凝土在重力和吸力作用下,从料斗经进料口被吸入混凝土缸内;活塞前进时,将混凝土缸内的混凝土通过输送管道排出。在这一过程中,泵管犹如一条坚固的 “运输通道”,凭借其耐高压的特性,将混凝土在强大的压力下,源源不断地输送到指定位置。
以常见的活塞式混凝土输送泵为例,在泵送过程中,两个混凝土缸交替工作,一个缸在吸入混凝土时,另一个缸则在将吸入的混凝土压入泵管。混凝土在泵管中以圆柱体形式移动,与管壁之间由一层砂浆或水泥浆隔开,这层隔离层能有效减小混凝土与管壁的摩擦力,确保混凝土顺畅输送 。在高层建筑物的施工中,通过合理布置泵管,利用混凝土输送泵产生的高压,可将混凝土垂直输送至几百米的高空,满足高层浇筑需求;在大型桥梁建设中,长距离的水平泵送作业,同样依靠泵管和输送泵的协同工作,将混凝土输送到远离搅拌站的桥墩等施工部位。
四、泵管在建筑中的 “高光时刻”
在众多大型建筑项目中,混凝土泵管都发挥着关键作用。在高楼大厦的建设中,泵管是不可或缺的 “输送命脉”。如武汉绿地中心,这座高度达 475 米的超高层摩天大楼,在建设过程中,混凝土需要被输送到数百米的高空。通过合理布置超高压泵管,搭配大功率的混凝土输送泵,顺利将混凝土源源不断地输送至各个施工楼层,满足了超高层建设中高强度的混凝土浇筑需求,保障了项目的顺利推进 。
在桥梁建设领域,混凝土泵管同样大显身手。上海 A5(嘉金)公路工程黄浦江大桥主墩的建设便是一个典型例子。该桥主墩承台结构尺寸大,混凝土需求量多,由于水中主墩的特殊位置,施工团队采用水下泵管输送方案。通过在栈桥上设直接泵送砼到指定部位,解决了水中主墩的砼供应难题,在不增加水上设备的条件下,不仅节省了成本,还避免了对航道的占用,将施工对通航安全的影响降至最低 。
五、未来展望
展望未来,随着建筑行业的持续发展,混凝土泵管也将迎来新的发展机遇。从技术创新角度来看,研发更优质、更耐用的材料,提升泵管的耐磨性和耐腐蚀性,将是未来的重要方向。例如,通过采用新型复合材料,在保证强度的同时减轻泵管重量,方便安装和运输,降低施工成本 。
智能化也是混凝土泵管未来发展的趋势之一。在泵管中融入传感器等智能设备,实时监测泵管的工作状态,如压力、温度、磨损程度等,及时发现潜在问题并预警,可有效提高施工安全性和效率。同时,随着环保要求的不断提高,生产过程更加环保、可回收利用的泵管产品,也将成为市场的新宠。
在应用领域方面,除了传统的建筑、桥梁等领域,随着新能源产业的兴起,如风力发电基础建设、太阳能电站建设等,混凝土泵管在这些新兴领域的应用也将不断拓展,为其发展开辟更广阔的空间。