Betonhochförderung am Burj Dubai - Betonpumpen mit über 400 bar Förderdruck
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Einsatzbericht
Betonhochförderung am Burj Dubai –
Betonpumpen mit über 400 bar Förderdruck
1
Mit mehreren Putzmeister Hoch-
leistungs-Betonpumpen, einem aus-
geklügelten Förderleitungssystem,
nicht ballastierten stationären Be-
tonverteilermasten und anspruchs-
vollen Betonrezepturen wird zurzeit
der Burj Dubai im Rohbau fertig ge-
MXR 32-4 T
stellt. Mit den Bauarbeiten am
prestigeträchtigen High Rise-Projekt
hat der Bauherr Emaar Properties
(VAE) eine von Samsung (Korea)
geleitete Arbeitsgemeinschaft mit
BeSix (Belgien) und Arabtec (VAE)
3 x MXR 28-4 T
beauftragt. Für das Projektmanage-
ment zeichnet Turner Construction
(USA) verantwortlich. Das später
mit ca. 800 m höchste Gebäude der
Welt fasziniert seit Baubeginn
(Aushub August 2004) nicht nur die
internationale Fachwelt, sondern
auch eine breite Öffentlichkeit.
Es setzte schon ein gehöriges Maß an
Vertrauen in das Know-how und die Zu-
verlässigkeit des Partners voraus, als
sich das Unternehmen Unimix – zustän-
dig für die Betonherstellung und die Be-
tonförderung am Burj Dubai – ent-
schloss, die Putzmeister AG mit der
Lieferung und Installation der Pumpen
und Verteilungssysteme zu beauftragen.
Putzmeister hatte bereits durch Pump-
versuche ermittelt, dass die Betonpum-
pen und Rohrleitungen für Förderhöhen
bis ca. 570 m bei einer Pumpmenge von
ca. 30 m3/h geeignet sind. Der darüber
aufragende Gebäudeteil soll aus stati-
schen Gründen aus einer Stahlkonstruk-
tion bestehen.
3 x BSA 14000
Der Burj Dubai bei einer Bauhöhe von ca. 400 m
BP 38933 4
In umfangreichen Vorversuchen reichweiten fertiggestellt worden. Das Kräfte aufnehmen zu können. Auch S-
die Hochförderung simuliert 7.000 m2 große Fundament stützt sich Rohr und Druckstutzenlagerung wurden
auf 200 Betonpfähle (Durchmesser 1,5 m) an die zu erwartenden Drücke angepasst.
Entsprechend gründlich und mit hohem für den eigentlichen Turm, die 50 m tief Um Verunreinigungen des Hydrauliköls
Zeit- und Personalaufwand liefen Anfang gründen und auf rund 650 Podestpfähle durch Wasser oder Schmutzpartikel von
2005 bei PM die Vorbereitungen an, und (Durchmesser 0,9 m) für die Flügel, die vornherein auf ein Minimum zu reduzie-
zwar sowohl im Werk Aichtal, wie auch 36 m tief reichen. Insgesamt 45.000 m3 ren, verfügen die BSA 14000 SHP D
auf der Baustelle in Dubai. Vor Ort wur- Beton wurden am Burj Dubai für die außerdem über ein besonders effektives
den in einer großen Testreihe umfangrei- Gründung einschließlich Bodenplatte Filtersystem. Vor allem aber haben
che Versuche mit horizontal verlegten verbaut. Putzmeister Techniker die Antriebshy-
Rohrleitungen gefahren, um das Druck- draulik so modifiziert, dass das Überset-
verhalten und die zu erwartende Reibung Superhochdruck-Pumpen den zungsverhältnis zwischen Hydraulik- und
des Betons auf Basis der späteren Rezep- Extrembedingungen angepasst Betondruck bei bodenseitigem Betrieb
tur in der Leitung zu simulieren und auf unter i = 1 liegt. Aufgrund dieser hydrau-
die Hochförderung umzurechnen. Durch- Im Putzmeister-Werk Aichtal standen zu lischen Übersetzung sind mit den Hoch-
geführt wurden die Tests übrigens mit dieser Zeit die Details der neu zu entwik- leistungspumpen Betondrücke von über
einer serienmäßigen Hochdruckpumpe kelnden Super-Hochdruckpumpen fest, 400 bar (max./theor.) möglich. Wegen
BSA 14000 HP D und ZX-Förderleitung die bis Sommer 2005 für die anstehende der zu erwartenden Anforderungen wurde
(DN 125). Hochförderung gebaut und ausgeliefert für das Projekt Burj Dubai der Druck des
werden mussten. Bei den BSA 14000 Pumpensystems begrenzt. Angetrieben
Inzwischen war die Bodenplatte für den SHP D – so die korrekte Bezeichnung für werden die Superhochdruck-Pumpen Kontrolle des Setzmaßes (slump) im Versuch Überblick über die Anordnung der Förderleitungen an der Pumpstation – links und rechts die beiden
Turm und die drei Turmflügel von Autobe- die Extrempumpen – wurden u.a. Rahmen übrigens von einem serienmäßigen, Superhochdruck-Pumpen BSA 14000 SHP D
tonpumpen mit unterschiedlichen Mast- und Trichter verstärkt, um die enormen 470 kW starken Caterpillar-Diesel.
2
Unimix hat zwei dieser Superhochdruck- ■ Zum Erstellen der Decken aller Ge- Behälter aufgefangen und mit dem Kran
pumpen BSA 14000 SHP D und die schosse sind Betone der Druckfestig- zur Bodenmannschaft abgelassen wird.
„normale“ Hochdruck-Betonpumpe BSA keit C50 vorgeschrieben.
14000 HP D aus der Testphase zu einer Aufwändige Befestigung der
Pumpstation zusammengefasst. Die Ma- Obwohl die Betonklasse C80A mit 20 mm Pumpleitungen
schinen befinden sich ca. 70 m vom Zen- Größtkorn ursprünglich nur für den Ein-
trum des Gebäudeturms entfernt. bau bis in 95 m Höhe (Stockwerk 26) Leistungsfähige Betonpumpen für die
vorgesehen war, wurde dieser Beton mit spektakuläre Förderhöhe am Burj Dubai
Hochfeste Betone verlangen 50 cm Ausbreitmaß und einem W/Z-Wert zu entwickeln, war aber nur eine der zahl-
Druckreserven von 0,3 mit geringfügig modifizierter reichen Aufgaben für die Putzmeister-
Rezeptur bis auf eine Höhe von 352 m Techniker. Eine besondere Herausforde-
Um die Abmessungen der Decken und tra- (Stockwerk 100) gepumpt. Für diese rung stellte das Förderleitungssystem
genden Wände möglichst gering zu halten Höhe und mit diesem Material betrug der dar, ihr Verschleißverhalten und ihre
und um die mit wachsender Höhe zuneh- Förderdruck im stangenseitigen Betrieb Druckfestigkeit sowie die Leitungsfüh-
menden Lasten abtragen zu können, wer- nur ca. 150 bar bei 30 m3/h. rung und Befestigung im Bauwerk.
den auf Dubais spektakulärster Baustelle Ausschlaggebend für das Beibehalten der Mehrere Patente hat Putzmeister in die-
ausschließlich Betone mit hoher Druck- Rezeptur waren vor allem zwei Gründe: sem Zusammenhang beantragt.
festigkeit eingebaut. Den ursprünglichen Zum einen waren alle Verantwortlichen
Planungen zufolge sah die Verteilung der angenehm überrascht, wie problemlos Für den Betoneinbau in die Decken setzte
einzelnen Betonrezepturen wie folgt aus: die Betonpumpen dieses Material sogar Unimix von Beginn an seine stationäre
jenseits der 300 m Marke noch förderten. PM Standard-Betonpumpe BSA 14000
■ Bodenplatte: Zum andern sah man eindeutige Kosten- HP D mit serienmäßiger ZX-Förderlei-
C80A (Größtkorn 20 mm) vorteile. Denn für Beton mit maximal tung (DN 125) ein. Die Maschine förder-
■ Bis Stockwerk 26 (Höhe 95 m) für die 20 mm Größtkorn werden deutlich weni- te überwiegend Beton der Festigkeit C50
Wände: C80A (Größtkorn 20 mm) ger Zement und Feinteile benötigt, als für und hat inzwischen (Stand März 2007)
■ Bis Stockwerk 126 (Höhe 452 m) für eine Betonrezeptur mit maximal 14 mm eine Förderhöhe von über 400 m er-
die Wände: C80 (Größtkorn 14 mm) großen Zuschlägen. Angepumpt wird reicht. Es handelte es sich dabei um die
Um die Betonhochförderung unter Extrembedingungen zu simulieren, wurden zuvor Hunderte Meter Förderleitung horizontal verlegt, Messwerte und Faktoren ■ Bis Stockwerk 154 (Höhe 570 m) für jede Leitung übrigens mit 2 m3 Schlem- gleiche BSA, die bereits beim Pumpen
wie Reibbeiwerte ermittelt und auf die Hochförderung umgerechnet die Wände: C60 pe, die oben auf dem Gebäude in einem der Versuchsreihen verwendet wurde.
2 BP 3893 BP 3893 38 9
Auf Wunsch der Bauleitung wählte man Zusätzlich zu den 45.000 m3 Beton für Massive Wandlager halten die
für die Förderung der besonders hochfes- Bohrpfähle und Bodenplatte rechnet man „Dicke“ Leitung über 50 t schweren Betonleitungen
ten Betone Pumpleitungen mit 150 mm bei der Hochförderung für den Turm und hat Vor- und Nachteile
(6’’) Innendurchmesser, die fast über die die drei Flügel mit einem Betonbedarf Um das Gewicht der Steigleitungen ab-
gesamte Förderhöhe eingebaut werden. von ca. 180.000 m3. Um bei diesen ge- Die Vergrößerung des Leitungsquer- zutragen (inklusive dem darin enthalte-
Diese Leitungen wurden für einen Beton- waltigen Betonmengen möglichst keine schnitts hat direkten Einfluss auf die nen Beton), wird jede Förderleitung nach
druck von max. 250 bar ausgelegt. Förderrohre wechseln zu müssen, die Fließgeschwindigkeit, das Verschleiß- dem Übergang in die Vertikale durch ein
Lediglich in den obersten 10 Stockwerken durch den natürlichen Abrieb ja ver- verhalten, den Druckbedarf und die massives Auflager abgestützt. Diese U-
installiert man wegen des einfacheren schleißen, lieferte Putzmeister besonders Verweildauer des Betons in der Rohr- förmigen Träger wurden mit schweren, in
Handlings die normalen Putzmeister ZX- langlebige Pumpleitungen mit 11 mm leitung – die gleiche Fördermenge pro
Förderleitungen (DN 125). Sie können in Wandstärke. Stunde vorausgesetzt. Im Vergleich zur
dieser Ausführung mit Drücken bis 125 mm Förderleitung vergrößert sich
130 bar betrieben werden. Von der zentralen Pumpstation führen der Querschnitt bei 150 mm Durch- 7
am Burj Dubai zunächst zwei dieser mas- messer um etwa 44 %. Daraus resul-
Mit dem Absenken der Durchflussge- siven Betonförderleitungen zum Flügel tiert eine Druckminderung um ca.
schwindigkeit erhöht sich auch die Ver- „A“. Im Gebäude teilen sich die beiden 25 %, und auch der Verschleiß verrin-
weildauer des Betons in der Leitung. Hauptleitungen in vier Stränge auf, die gert sich entsprechend. Falls einzelne Rohre ausgewechselt werden Die Pumpleitungen werden zwischen den Decken
Diese längere Fließzeit musste bei der jeweils zu einem stationären PM Beton- müssen, kann die gesamte Steigleitung von so geführt, dass sie nicht seitlich wegknicken
Hydraulikzylindern angehoben werden können – vertikal sind sie jedoch frei beweglich
Entwicklung der Betonierkonzepts bereits verteilermast führen. Eine weitere, fünfte 6
berücksichtigt werden. So beträgt bei Rohrleitung ist für den Stand-by-Betrieb
einer angenommenen Bauwerkshöhe von vorgesehen.
570 m die Verweildauer des Betons in die Wände einbetonierten Stahlplatten leitung, Verzögerungen bei der Betonan-
der 150er Förderleitung rund 35 Minu- verschweißt und tragen das Gewicht der lieferung oder beim Betoneinbau – muss
ten. Hinzu kommt die erheblich höhere jeweiligen Steigleitung. Bei einer ange- eine schnelle Entleerung der Förderlei-
Belastung der Absperrschieber aufgrund Im zentralen Kern des Burj Dubai können die bei- nommenen Pumphöhe von ca. 570 m tung jederzeit möglich sein. Dazu haben
den Hauptleitungen mit wenigen Hangriffen auf
der deutlich schwereren Betonsäule in vier Steigleitungen umgeschlagen werden, die zu
kommen beachtliche Massen zusammen. PM Techniker das so genannte „Eiserne
der Leitung. den stationären Putzmeister Betonverteilermasten So addieren sich die Gewichte der Rohre Schwert“ entwickelt, das ähnlich wie ein
auf den Decken und oben im Turm führen und Kupplungen und das Betongewicht hydraulischer Sperrschieber funktioniert
5 auf mehr als 50 t! und sich dank seiner geringen Baubreite
den Platzverhältnissen optimal anpasst.
Die einzelnen 3-Meter-Rohre der Pump- Sollten also die Betonchargen innerhalb
leitungen werden zwischen zwei Etagen von 90 Minuten nicht eingebaut sein,
von Deckenhaltern fixiert, so dass sie würde die Notfallentleerung angeordnet,
zwar vertikal frei beweglich sind, hori- d.h. mit dem „Eisernen Schwert“ die
zontal jedoch – trotz des anstehenden Steigleitung abgesperrt und der darunter
Gewichts – nicht ausbrechen und weg- liegende Rohrbogen geöffnet. Das
knicken können. Erforderlich war diese Schwert würde zurückfahren, und der Be-
aufwändige Führung und Befestigung der ton könnte aus der Leitung frei austreten.
Pumpleitungen, da nach Putzmeister-Be-
rechnungen die Beanspruchung der Rohre
auf Grund der Gebäudesetzungen, Axial- 10
spannungen und Temperaturdehnungen
andernfalls zu groß geworden wäre.
„Eisernes Schwert“
für den Notfall
Der Hochleistungsbeton beginnt bereits
nach zwei Stunden auszuhärten. Um im
Notfall nicht den kompletten Leitungs-
strang durch den abbindenden Beton zu
verlieren – z.B. aufgrund von Problemen Für den Notfall: Mit dem „Eisernen Schwert“ ist
Komponenten des in der Mischanlage, Ausfall einer Pumpe, jederzeit eine schnelle Entleerung der Steiglei-
Wegen der hohen Temperaturen wird überwiegend nachts betoniert Förderleitungskonzepts Stopfer in der 70 m langen Horizontal- tung möglich
4 BP 3893 BP 3893 512 13
Hydraulische Hubvorrichtung der Beton aus der Leitung in die Fahr-
erleichtert Rohrwechsel mischertrommel fließt. Eine Wanne unter
dem Trichter fängt dabei den Restbeton
Zum Auswechseln einzelner Förder- auf.
rohre hat Putzmeister spezielle Hub-
einrichtungen entwickelt. Sie beste- Da die Pumpleitung noch nicht vollstän-
hen aus einer Manschette, die an der dig leer ist – in der 70 m langen Horizon-
Kupplung des darüber liegenden talleitung befinden sich noch Restmen-
Rohrstücks befestigt wird. In einem gen – wird jetzt vom oberen Ende der
weiteren Schritt werden zwei Anker- Pumpleitung mit Schwammkugel und
stäbe durch die darüber liegende Druckluft der letzte Betonrest aus der
Decke geführt, auf der sie sich ab- Förderleitung gedrückt. Dazu demontie-
stützen. Das Anheben des komplet- ren zwei Mann vom Betonierteam den
ten Leitungsstrangs erfolgt über Hy- Endschlauch von der Spitze des Statio-
draulikzylinder, die mittels Hand- närmastes, setzen eine nasse Schwamm-
pumpe betätigt werden. kugel in die Leitung, schließen einen
Reinigungsstutzen an und geben Druck-
luft zu. Mit dieser Methode wird die
feuchte Schwammkugel durch die
Steigleitung nach unten gepresst und
eventuelle Betonreste mitgenommen.
Anschließend erfolgt in ähnlicher Weise
die gründliche Endreinigung – allerdings
wird dann ein Pfropfen aus Schwamm-
kugel, Wasser und Schwammkugel
durch die Betonleitung geblasen. Der
11
ganze Vorgang dauert nicht länger als
etwa 20 Minuten.
Die nicht ballastierten Putzmeister MX-Maste behindern weder rückwärtige Wände noch Kräne auf der Aufbau der Reinigungsstation: Rechts eine der PM Superhochdruck-Betonpumpen, in der Mitte ein
Schalung Sperrschieber mit 90° Rohrbogen, der entweder für den Pumpbetrieb an den Druckstutzen der Beton-
pumpe angeschlossen wird, oder bei der Reinigung die Verbindung zum Reinigungsturm herstellt
Stationärmast ohne Ballastierung gesetzt und im Schacht auf einer Doka- Einfache, jedoch gründliche Reinigungsturm fest installiert. Er besteht
Wandschalung installiert. Die Klettervor- Reinigung aus einer kurzen horizontalen Förderlei-
Die Betonförderleitungen sind an insge- gänge erfolgen hydraulisch in mehreren tung und einem etwa 4 m langen Steig-
samt vier stationäre Putzmeister Beton- Schritten pro Stockwerk. Für die Fertig- Eingebaut werden in die Wände des zen- rohr, das am offenen Ende zweimal um
verteilermaste angeschlossen. Drei der stellung einer Etage im zentralen Turm- tralen Kerns pro Abschnitt ca. 100 m3 90° abgewinkelt ist. Unmittelbar vor der
Leitungen sind mit Masten des Typs gebäude werden im Durchschnitt drei Beton (es sind jeweils drei Abschnitte Reinigung wird die Betonleitung direkt
MXR 28-4 T verbunden, die den Beton- Tage benötigt. Alle vier MX-Maste hat pro Etage). Der Betonbedarf der Decken hinter der BSA-Pumpe von einem hy-
einbau in den Flügeln übernehmen. Die Putzmeister übrigens ohne Ballastierung schwankt in den Flügeln von 150 m3 in draulischen Sperrschieber unterbrochen
MXR 28-4 T sind auf den Bühnen der geliefert. Dadurch wollte die ARGE den unteren Ebenen bis 50 m3 für die und durch Schwenken eines 90° Bogens
selbstkletternden Wandschalungen (Doka) sicherstellen, dass eine Behinderung von oberen Stockwerke. die Verbindung zum Reinigungsturm
befestigt und stehen auf 16 m hohen Kränen und Schalungen durch die Bal- hergestellt. Bereits jetzt kann der Beton-
Rohrsäulen. Den Betoneinbau in den lastträger der Stationärmaste ausge- Nach Ende der einzelnen Betonagen er- pumpenmaschinist mit der Reinigung
zentralen Gebäudekern übernimmt ein schlossen ist. folgt die gründliche Reinigung der Rohr- seiner BSA 14000 beginnen. Unter dem
vierter, mit 32 m Reichweite noch größe- leitung und der Betonpumpe. Dazu hat Turm wartet inzwischen ein leerer Fahr-
Wechseln der Rohrleitung mit Hilfe der
hydraulischen Hubvorrichtung rer MX-Stationärmast. Dieser MXR 32-4 Unimix auf Empfehlung der PM Techni- mischer darauf, dass der Sperrschieber
T ist auf einer 20 m hohen Rohrsäule auf- ker neben jeder BSA einen so genannten geöffnet wird und durch die Schwerkraft
6 BP 3893 BP 3893 714
Teleservice informiert zentralen zeit über den Zustand der Superhoch- förderung vor Ort. Sie waren bereits an
Putzmeister Kundendienst – druck-Pumpen informiert zu sein, werden der Spezifikation der Superhochdruck-
eigenes Personal ist vor Ort die beiden BSA 14000 SHP D per Tele- pumpen und bei der Ausarbeitung des
service vom zentralen PM Kundendienst Betonierkonzepts beteiligt. Auch bei der
Gearbeitet wird am Burj Dubai in drei in Aichtal überwacht. Übermittelt werden späteren Installation der Rohrleitungen
Schichten. Aufgrund der hohen Tages- wichtige Parameter wie Hydraulikdrücke und Betonverteilermaste standen die
temperaturen – bis zu 50 °C – erfolgen Steuerungssignale, Öltemperatur etc. Putzmeister Spezialisten dem Kunden
die Betonagen in der Regel während der Darüber hinaus betreuen erfahrene Unimix und der Bauleitung zur Seite.
etwas kühleren Nachtstunden. Um jeder- Putzmeister Serviceingenieure die Beton-
Putzmeister AG
Max-Eyth-Str. 10 · D-72631 Aichtal
Putzmeister Geschäftsfelder: Postfach 2152 · D-72629 Aichtal
Betonpumpen · Industrietechnik PIT · Telebelt · Tel. +49 (7127) 599-0
Mörtelmaschinen GmbH · Dynajet Hochdruckrei- Fax +49 (7127) 599-520
niger · Services · Concrete Project Division CPD · www.putzmeister.com
Consulting und Datentechnik · Akademie E-mail: pmw@pmw.de
BP 3893 Technische Änderungen vorbehalten · © by Putzmeister AG 2007 · Alle Rechte vorbehalten · Printed in Germany (20704RR)Sie können auch lesen
