Współczesne budownictwo, niezależnie od skali projektu, opiera się na efektywnych i szybkich metodach realizacji. Jednym z kluczowych urządzeń, które zrewolucjonizowało proces betonowania, jest pompa do betonu. Umożliwia ona sprawne dostarczanie mieszanki betonowej w miejsca trudno dostępne, na znaczne wysokości lub odległości, zastępując pracochłonne i mniej wydajne metody tradycyjne. Z całą pewnością nie raz widziałeś taki sprzęt na placu budowy i do tej pory nie zastanawiałeś się, jak działa pompa do betonu.
Czym jest i jak działa pompa do betonu?
Pompa do betonu to specjalistyczne urządzenie należące do katalogu tzw. specjalistycznego sprzętu budowlanego. Jej działanie polega na szeroko rozumianym transportowaniu oraz pompowaniu kompozytu, jakim jest beton. Pompy do betonu stanowią kluczowy element w nowoczesnym budownictwie, umożliwiając sprawne i efektywne dostarczanie betonu na plac budowy.
Zasada działania pompy do betonu
Zasada działania pompy do betonu jest stosunkowo prosta. Zanim zaczniesz korzystać z pompy, powinieneś wsypać do kosza zasypowego mieszankę betonu. Pracujące mieszadła skierują ją w stronę zaworu zasuwy zwrotnej. Następnie przez układ roboczy oraz przy pomocy napędu, pompa zassie beton do wnętrza tłoków roboczych, a cylindry hydrauliczne skierują mieszankę do rurociągu. Napęd zasuwy gwarantuje jednoczesne zasysanie i pompowanie betonu, dlatego praca sprzętu jest ciągła i wydajna. Poszczególne segmenty rurociągu mocowane są do sekcji rozkładanego hydraulicznie wysięgnika mocowanego na podstawie. Jest także wiele elementów uszczelniających, kolan, uchwytów i przyłączy. Ich zadaniem jest przetransportowanie końcówki wylotowej rury w odpowiednie miejsce, a następnie tłoczenie przez nią mieszanki w miejsce betonowania, w szalunek.
Proces animacji 3D pompy do betonu przyczepnej
Warto pamiętać, że rury, którymi podawany jest beton, mogą różnić się średnicą czy długością. W celu czyszczenia pompy względnie usunięcia zatkania przewody, każda maszyna może też pompować „do tyłu”. Funkcja pompowania zwrotnego polega na odwróceniu ruchu tłoków.
Rodzaje pomp pod względem mechanizmu tłoczenia
Niezależnie od tego, z jaką pompą do betonu mamy do czynienia, w grę wchodzą dwa podstawowe rodzaje pomp pod względem mechanizmu tłoczenia:
- Pompa cylindrowa: Stosuje się przeważnie pompy dwucylindrowe, napędzane silnikami elektrycznymi albo spalinowymi. Podczas ruchu tłoka w dół powstaje podciśnienie, które zasysa beton z betoniarki. Otwarcie zasuwy powoduje tłoczenie świeżego betonu do rury transportowej, kiedy tłok porusza się do góry. Nowoczesne dwucylindrowe pompy umożliwiają płynną pracę: podczas gdy jeden zasysa beton, drugi tłoczy go do rurociągu.
- Pompa wirnikowa (rotorowa): Jest to prostszy typ pompy, w której wytworzone podciśnienie zasysa beton z mieszalnika. W elastycznym wężu beton jest podawany do miejsca przeznaczenia. W przypadku pompowania wstecznego kierunek obrotów wirnika zostaje odwrócony. Pompa wirnikowa pracuje cicho i charakteryzuje się stałą prędkością. Oprócz betonu pompa może tłoczyć również inne media, jak woda, jastrych albo drobnoziarnista zaprawa.
Jeśli jednak nie ograniczymy się tylko do tłoczenia wielkich ilości betonu na budowie, ale weźmiemy pod uwagę prace renowacyjne i wykończeniowe, to pojawi się również pompa ślimakowa (pompa śrubowa). Pompa ślimakowa jest stosowana mianowicie do pompowania i natrysku betonu drobnoziarnistego, tynków elewacyjnych, tynków renowacyjnych i różnych zapraw. Tam, gdzie pompa ślimakowa okazuje się zbyt słaba, albo ziarnistość betonu zbyt duża (powyżej 8 mm), pomóc może niezawodność i dobra cena pomp do betonu np. Putzmeister, Stetter, CIFA, czy Mercedes.
Rodzaje pomp do betonu i ich zastosowanie
Różne rodzaje urządzeń pozwalają łatwo dostosować je do typu przeprowadzanych prac oraz wielkości placu budowy. Pompy do betonu dzielą się na kilka podstawowych typów, w tym pompy stacjonarne oraz pompy samojezdne.
Pompy stacjonarne (liniowe)
Pompy stacjonarne najczęściej mają formę przyczep osadzonych na kołach. Są kompaktowe i łatwe do przenoszenia, choć wymagają dodatkowego sprzętu do transportu. Zwykle jest to urządzenie przymocowane na przyczepie, którym można sterować za pomocą specjalnego pilota. Zaletą pompy stacjonarnej jest możliwość użycia długiego rurociągu, w związku z czym właściwa pompa może być znacznie oddalona od miejsca wylewania betonu. Jest to bardzo przydatne w przypadku budowy tunelu albo wieżowca. Pompy stacjonarne są dostępne w szerokim zakresie mocy, od małych maszyn odpowiednich do budowy domu albo innej niewielkiej stosunkowo budowli, do wielkich pomp o wydajności ponad 100 m³ na godzinę. Pompy stacjonarne osiągają zasięg od kilkudziesięciu do nawet kilkuset metrów.
Pompy mobilne (samojezdne)
Pompa do betonu na samochodzie to jedno z częściej spotykanych rozwiązań na placu budowy. Są to pompy samojezdne, które oferują możliwość podawania betonu z góry, np. przy budowie wielokondygnacyjnego budynku. Pompy mobilne są autonomicznymi pojazdami kołowymi, rzadziej gąsienicowymi, a czasem są to urządzenia stacjonarne przewożone w razie potrzeby innym pojazdem. Mobilna pompa do betonu to zarówno pompa gąsienicowa, samochodowa, jak i tzw. pompogruszka.
Pompy samochodowe
Pompa samochodowa do betonu wyróżnia się na tle innych dużymi gabarytami, stąd często można je spotkać przy budowie obiektów wielorodzinnych czy budynków użytkowych. Ich znakiem rozpoznawczym jest długi wysięgnik, który pozwala rozprowadzić beton w miejscu, który znajduje się nawet 100 metrów od samej pompy. Pompy samojezdne, co do zasady, mają mniejszy zasięg niż stacjonarne, ale on także bywa różny. Wiele firm oferuje pompy o zasięgu od 24 do 42 metrów. Duża ciężarówka z wysięgnikową pompą do betonu jest lepiej dopasowana do projektów komercyjnych na dużą skalę, takich jak mosty i wiadukty, wysokie budynki, ponieważ może szybko pompować dużo betonu. W dużym skrócie: zabudowana na podwoziu samochodowym pompa do betonu składa się z nóg podporowych z podstawą wysięgnika, jednostki pompującej oraz wysięgnika wyposażonego w 3 do 6 ramion. Pompy do betonu ewoluują w kierunku bardziej kompletnych specyfikacji, wyższych klas wydajności i dłuższych wysięgników.
Pompogruszki
Pompogruszka to maszynę będąca połączeniem betonomieszarki i pompy do betonu, zabudowana na podwoziu samochodu ciężarowego - w większości przypadków typu 8x4. Ma charakter typowej maszyny „dwa w jednym”. Mieszalniki stosowane w pompogruszkach mają przeważnie 7, 8 lub 9 metrów sześciennych nominalnej pojemności. Wysięgnik posiada z reguły 3 lub 4 ramiona umieszczone po prawej stronie betonomieszarki. Dominujące układy kinematyczne wysięgnika to układ typu „Z”. Obecnie nie ma reguły co do średnicy rurociągu w pompogruszkach. Pompogruszka do betonu to połączenie pompy samochodowej z cechami tradycyjnej gruszki, która stale miesza beton. Do zalet takich kombinowanych maszyn budowlanych należą: niższe koszty i większa szybkość pracy niż pomp samochodowych, duży zasięg przy małym zapotrzebowaniu na miejsce, łatwa obsługa, oszczędność czasu, wysoka mobilność, szczególna przydatność do mniejszych placów budowy.
Co do pierwotnej intencji wynalazców, pompogruszka miała być maszyną stanowiącą typowe uzupełnienie oferty betoniarni, rozwiązując problem dowozu i pompowania małych ilości betonu. W Polsce zaś pompogruszka stała się w niektórych wytwórniach betonu podstawowym i jedynym narzędziem pracy, realizując zadania pompowania faktycznie kilku metrów betonu, ale pracując również jak typowa pompa do betonu pompując 50 - 80 lub 100 i więcej m³ betonu. Powszechne jest również zjawisko wysyłania pompogruszki z betonem (w ilości dopuszczonej przez Inspekcję Transportu Drogowego !) tylko na pierwszą budowę w całym ciągu budów przyjętych na cały dzień pracy. Z reguły dla osób postronnych i nie znających szczegółów pompogruszka jest oceniana pozytywnie jako maszyna bardzo uniwersalna. Przede wszystkim jako sprzęt, w którym jeden operator zarówno wiezie beton jak i ten beton pompuje. Szczegółowa analiza kosztów pracy dla tych maszyn daje niestety częstokroć opłakane rezultaty. Zwłaszcza w odniesieniu do efektywnego kosztu przepompowania jednego metra sześciennego betonu. W dużych i średnich betoniarniach pompogruszka powinna służyć jako typowe uzupełnienie oferty - dla realizacji małych zadań i drobnych zleceń.
Pompy gąsienicowe
Pompy gąsienicowe są wielkościowo i wydajnościowo zbliżone do pomp stacjonarnych, natomiast elementem, który je wyróżnia jest obecność własnego napędu i gąsienic, co pozwala na przemieszczenie urządzenia bez konieczności podczepiania go do samochodu. Idealne rozwiązanie do robót w trudno dostępnym terenie. Gąsienicowa pompa do betonu swoim wyglądem przypomina pompę stacjonarną, chociaż jeśli się dokładnie przyjrzymy, to dostrzeżemy, że ma własny system jezdny. Gąsienice ułatwiają poruszanie po trudnym terenie, niedostępnym dla pomp stacjonarnych i samochodowych.
Ręczne pompy do betonu
Ręczna pompa do betonu to niewielkie urządzenie, które powinni mieć w domu wszyscy wielbiciele majsterkowania. Mała pompa do betonu sprawdzi się na niewielkich placach budowy, podczas tworzenia jednorodzinnej inwestycji, najlepiej z jedną kondygnacją. W przeciwnym razie pompa do betonu mała powinna zostać zastąpiona większą.
Zasięg i wydajność pomp do betonu
W zależności od wyboru konkretnego rodzaju pompy, mogą one być wyposażone w naprawdę długie wysięgniki, sięgające nawet do 100 metrów. Pompa do betonu na podwoziu samochodu ciężarowego pozwala dostarczyć płynny beton na daną odległość w miejsca trudno dostępne lub też na wyższą wysokość. Te największe potrafią mieć nawet 180 m³ wydajności, pracują na 50-kilku metrach wysokości oraz działają pod ciśnieniem w wysokości 130 bar.
Jak dobrać długość wysięgnika?
Najważniejsze przy zamawianiu betonu z przepompowaniem jest dobranie długości wysięgnika pompy do danego zadania, aby nie był on zbyt krótki przez co betonowanie może być utrudnione lub niemożliwe. Należy oszacować dystans pomiędzy miejscem gdzie pompa do betonu będzie rozłożona a miejscem najbardziej oddalonym, w którym będzie konieczność wypompowania betonu. Nie należy tego lekceważyć, ponieważ przestawienie pompy w inne miejsce aby dokończyć betonowanie bywa czasami niemożliwe, gdyż jest to urządzenie znacznych rozmiarów i rozłożona pompa potrzebuje odpowiedniej ilości miejsca oraz stabilnego podłoża.
- W praktyce większość pomp o zasięgu ponad 40 m ma 5 ramion.
- Za najbardziej uniwersalne uważane są wysięgniki o zasięgu pionowym ok. 36 m.
- Im dłuższy wysięgnik, tym oczywiście większe musi być podwozie, na którym ma być zamontowana pompa. Przykładowo: pompy z wysięgnikami 40-metrowymi muszą być montowane na podwoziach 4-osiowych, a 50-metrowe i większe na podwoziach 5- lub 6-osiowych.
Kinematyka wysięgnika
To, w jaki sposób odbywa się rozkładanie wysięgnika, związane jest z kinematyką poszczególnych ramion. W mniejszych, 4-segmentowych wysięgnikach stosowany jest zazwyczaj układ rozkładania typu Z, w którym ramiona tworzą układ obróconej litery Z. Niewątpliwie zaletą systemu Z jest łatwość prowadzenia wysięgnika podczas rozkładania mieszanki betonowej na płaskich powierzchniach, takich jak np. stropy. Kinematyka wysięgnika typu Z daje też możliwość ustawienia pompy bliżej budynku czy wnętrza, do którego ma być pompowany beton. Mając wysięgnik z kinematyką rozkładania typu R, łatwiejsza jest praca przy rozkładaniu betonu na wyżej położonych stropach czy też praca przy wysokich elementach nośnych wiaduktów. Ze względu na ograniczenia przestrzenne wysięgnik z więcej niż 5 sekcjami jest zwykle konstruowany w kombinacji RZ, będącej połączeniem systemu Z i R. Wysięgniki 4-ramienne wystarczają do większości prostych zastosowań, są lżejsze, a tym samym całą pompę można zamontować na lżejszym, 4-osiowym podwoziu. Są również łatwiejsze w użyciu. Wysięgniki 5- i 6-ramienne są szczególnie przydatne tam, gdzie wymagana jest jeszcze większa elastyczność. Obszar roboczy pompy zostaje znacznie zwiększony, co jest przydatne np. w betonowaniu wyżej położonych stropów lub przy pracy wewnątrz budynków. Pompa Betonstar H51-5RZ ma 5-sekcyjny wysięgnik składany w systemie RZ o zasięgu pionowym 51 m i poziomym 45 m, wydajność pompowania to 160 m³/h lub 200 m³/h betonu pod maksymalnym ciśnieniem 81 bar.
Wymagana przestrzeń na budowie
Aby pompa lub betonomieszarka z pompą mogła się bezpiecznie rozłożyć, potrzebne jest dla niej odpowiednie miejsce. Równe utwardzone podłoże o wymiarach min. 6m x 6m dla betonomieszarki z pompą o wysięgniku 24m, 28m, 32m oraz min. 9m x 9m dla pompy do betonu o wysięgniku 40m. Bardzo ważne jest również przygotowanie tego miejsca w bezpiecznej odległości od linii energetycznych będących pod napięciem. Minimalna odległość wysięgnika pompy do betonu od linii energetycznych to 5 metrów.
Optymalizacja konstrukcji wysięgników i rurociągów
Z punktu widzenia oszczędności energii i redukcji emisji im cięższy wysięgnik, tym więcej pracy wymaga jego rozłożenie i tym większe ciśnienie musi wytworzyć pompa hydrauliczna zasilająca siłowniki rozkładające poszczególne sekcje - wzrośnie również energia niezbędna do jej napędu. Dane statystyczne wskazują, że na każdy 1% redukcji masy wysięgnika zużycie paliwa przez silnik pojazdu może zmniejszyć się o około 0,8-1,1%. Pojawia się zatem ważny problem inżynierski: w jaki sposób można zbudować długi, odpowiednio wytrzymały wysięgnik, który miałby niewielką masę? Wysięgnik składa się z ramion, siłowników hydraulicznych i rur, którymi tłoczona jest mieszanka betonowa. Redukcja masy powinna obejmować każdy z tych podstawowych elementów konstrukcyjnych.
Wytrzymałość materiałów
Optymalizacja konstrukcji wysięgników samochodowych pomp do betonu ma na celu połączenie najniższej możliwej masy z najwyższą możliwą wydajnością. Dobrym przykładem ilustrującym ten problem może być zastosowanie stali SSAB Strenx 900, co pozwala na zmniejszenie masy wysięgnika bez zmniejszania wydajności. Rury, którymi podawana jest mieszanka betonowa, są narażone na intensywne zużycie. W tym przypadku rozwiązaniem zwiększającym ich odporność na zużycie jest wykorzystanie stali trudnościeralnych, takich jak stal Hardox 500. Potwierdzają to wyniki badań eksploatacyjnych przeprowadzonych przez SSAB. Ich celem było określenie zużycia rur wykonanych z różnych gatunków stali podających mieszankę betonową w pompach samochodowych. Grubość ścianki rury wynosiła 4 mm, średnica - 133 mm. Tłoczono nimi mieszankę betonową na bazie granitu o frakcji 16-25 mm i 25-32 mm (twardy beton). Pomiary zużycia wykonane zostały po przetłoczeniu 3800 m³ i 9500 m³ betonu. Z badań wynika, że przystępne cenowo rury wykonane ze stali Hardox 500 (w porównaniu z dwuściennymi rurami ze stali z dodatkiem węglików chromu) mają zdecydowanie większą trwałość niż rury wykonane ze stali miękkiej.
Kiedy pompa do betonu jest potrzebna?
Pompa do betonu jest jednym z częściej spotykanych sprzętów na placu budowy. Szczególnie jeśli mamy do czynienia z wysokim budynkiem i potrzebą dostarczenia kompozytu na wyższe piętra. Jednak również proces budowy małego domu, wymaga użycia odpowiedniej, nieco mniejszej pompy do betonu. Pompy do betonu znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach budownictwa. Są niezastąpione przy budowie wysokich budynków, mostów, tuneli oraz innych konstrukcji inżynieryjnych. Wykorzystanie pomp do betonu niesie ze sobą wiele korzyści.
- Wylewanie betonu odbywa się na wyższej kondygnacji lub w głębokich wykopach.
- Trudno dostępne miejsca, gdzie nie ma możliwości wjazdu zwykłą betonomieszarką.
- Wylewanie betonu w partiach lub na wielu powierzchniach.
Aby w optymalny sposób dostarczyć i wbudować mieszankę betonową, konieczne jest wybranie odpowiedniego urządzenia dostosowanego do konkretnych zadań. Jeżeli betonowanie odbywa się na powierzchni gruntu, warto się zastanowić czy pompa do betonu będzie potrzebna. Rzadko kiedy da się podjechać gruszką z betonem bezpośrednio do miejsca wylewania; często praca odbywa się na wysokości albo w skomplikowanym układzie pomieszczeń. Wtedy do akcji wkracza pompa do betonu z rurociągiem.
Koszty: zakup czy wynajem pompy do betonu?
Pompa do betonu nie należy do najtańszych urządzeń, szczególnie jeśli zdecydujesz się na zakup nowego sprzętu. Jeśli nie planujesz dalszych inwestycji oprócz budowy własnego domu, nie ma potrzeby kupować takiego sprzętu na własność. Wiele lokalnych firm oferuje wynajem pompy do betonu. Wśród katalogu ofert znajdziesz zarówno te mobilne, jak i stacjonarne, dopasowane do Twoich potrzeb. Nierzadko korzystając z usług danej firmy, możesz liczyć też na transport sprzętu na plac budowy oraz opiekę wykwalifikowanego pracownika.
Ceny nowych i używanych pomp
Szukając ofert sprzedaży używanych pomp betonowych, natknęliśmy się na kilka z nich, które wyglądały naprawdę obiecująco. W wielu przypadkach cena oscylowała w granicach 300 tys. zł, np. za używaną pompę do betonu z 2006 roku i zasięgiem 23 metrów. Nieco tańsza była pompogruszka z 2007 roku, której cena wynosiła 220 tys. zł. Pompogruszka CIFA na podwoziu Mercedes (używane) - cena 300 000 zł. Pompa do betonu na podwoziu IVECO (używane) - cena 240 000 zł. Pompa do betonu STETTER na podwoziu MERCEDES (nowe) - cena 1 200 000 zł.
Koszt wynajmu
W takim razie może warto pomyśleć o wynajęciu sprzętu? Tutaj na finalny koszt ma wpływ przede wszystkim zasięg pompy, ale też transport urządzenia na budowę.
Historia pompowania betonu
W 1927 roku niemieccy inżynierowie Max Giese i Fritz Hell wpadli na pomysł, aby beton z betoniarki pompować prosto na miejsce przeznaczenia. Dzięki odpowiedniej konstrukcji maszyny beton jest wtłaczany do rurociągu i przemieszczany na określoną odległość, zachowując swoją jakość. Początkowo pompowanie betonu było możliwe na wysokość do 30 m i odległość do 150 m. Rozwój pomp tłokowych w latach 70. pozwolił na poprawę osiągów pomp do betonu. Do „Księgi Rekordów Guinnessa” trafiła największa pompa do betonu na świecie, która mierzyła ponad 101 metrów wysokości i została zamontowana na 7-osiowym podwoziu. Największa pompa do betonu w Polsce również znalazła się u nas za sprawą chińskiego potentata.
Dlaczego nie warto robić betonu na budowie?
Samodzielne przygotowywanie betonu na placu budowy było kiedyś standardem, jednak współcześnie coraz więcej firm budowlanych decyduje się na korzystanie z gotowego betonu dostarczanego przez pompogruszki. Takie podejście ma wiele zalet, które sprawiają, że produkcja betonu na miejscu staje się mniej opłacalna i praktyczna.
- Wysoka jakość betonu: Jakość betonu przygotowanego w profesjonalnych wytwórniach jest znacznie wyższa i bardziej przewidywalna. Wytwórnie betonu dysponują zaawansowanym sprzętem, który precyzyjnie odmierza proporcje składników, co gwarantuje, że beton ma zawsze odpowiednie parametry wytrzymałościowe.
- Oszczędność czasu: Przygotowanie betonu na miejscu wymaga zaangażowania dodatkowych pracowników, czasu oraz przestrzeni na składniki i sprzęt do mieszania. Z kolei zamówienie gotowego betonu i jego dostarczenie za pomocą pompogruszki to proces szybki i sprawny.
- Uproszczona logistyka: Produkcja betonu na budowie wymaga składowania surowców, takich jak cement, piasek i kruszywo, a także zapewnienia dostępu do wody i energii elektrycznej. Wymaga to odpowiedniego zarządzania i kontroli nad procesem, co generuje dodatkowe koszty i ryzyko opóźnień.
tags: #betoniarka #z #pompa #zasieg