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尤其是近两年，由于水泥行业利润大幅下滑，不少企业在升级改造方面遇到最大的阻力之一就是资金紧张。所以水泥企业要紧紧抓住这次机会。
混凝土技术发展侧记
2008/08/13 00:00
来源：北京东方建宇混凝土科学技术研究院 路来军
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预拌混凝土在我国兴起始于50年代。当时，一些大型建设工程需要大量现浇混凝土，由于施工场地狭窄、工期紧迫等原因，组织施工遇到困难，承担施工的企业开始在施工现场和施工现场附近设立混凝土搅拌设施，采用翻斗式汽车运输，吊斗浇筑混凝土，解决了施工中的急需问题，这一时期的预拌混凝土是针对某一工程专门设立搅拌站集中搅拌混凝土，而不向其他工程和社会供应，一般是塑性混凝土，这一时期是预拌混凝土的初始阶段。70年代末至80年代初，北京、上海、天津、广州、无锡、沈阳等城市的预拌混凝土开始社会化供应，并开始采用搅拌车运输、泵车输送浇注，混凝土发展为以流态为主，技术逐步成熟、完善。从这时起预拌混凝土作为一个独立的、新兴的产业才真正开始起步、发展。这一时期预拌混凝土由于受到技术和规模的限制，应用范围较小，供应覆盖半径一般为10～15公里，搅拌站的年生产能力一般为5～15万m3。
进入90年代，改革开放带来了经济建设的快速发展，城市建设和基础设施建设任务逐年增多，混凝土需求量也随之增大，由此带动了预拌混凝土行业的快速发展。“八五”和“九五”期间，建设部各安排国家支持施工企业技术改造专项贷款11亿元人民币，其中有五亿元之多用于支持预拌混凝土的发展。到1995年，全国已建成预拌混凝土站（厂）616个，预拌混凝土企业年设计生产能力约6000万m3，年实际产量达到2600万m3，预拌混凝土发展达到高潮阶段。到2007 年，据不完全统计，全国已建成预拌混凝土站（厂）近5000家，年设计生产能力达到7.5亿m3，2007年实际产量4.94亿m3。北京、上海、广州、杭州、沈阳、大连、常州等城市预拌混凝土用量已达到该城市混凝土总用量的60%以上，接近经济发达国家水平。预拌混凝土的供应覆盖半径已发展到30公里，更多地出现了一些年产30万、40万、甚至60万m3的大型混凝土搅拌站。这些大型搅拌站的计量精度、质量控制水平、自动化程度、工业废料的利用条件、环保设施都明显优于80年代自行配套的搅拌站，使预拌混凝土设备的配套技术、混凝土生产技术、管理经验逐步趋于成熟。
预拌混凝土技术发展也很快。在全国预拌混凝土行业，泵送混凝土的使用已达到90%以上，解决了高等级和低等级混凝土的泵送问题。在泵送高度上也有很大提高，北京C60混凝土一次泵送高度已接近100 m，上海经贸大厦一次泵送高度达到382.5m，混凝土泵送技术日趋成熟。北京一次浇注混凝土方量达到5万m3，结构最大厚度10.07m，逐步完善了大体积混凝土施工技术。混凝土平均强度等级有了提高：八十年代以前，我国混凝土平均强度等级长期徘徊在20MPa左右，进入九十年代，混凝土强度等级以C30、C40为主，C50、C60的高强、高性能混凝土已开始大量的在实际工程中应用，C80、C100以及更高等级的混凝土已研制成功，并开始部分应用于实际工程。随着矿物掺合料和高效减水剂的大量应用和技术发展，使预拌混凝土的运营半径已超过50公里。在混凝土搅拌、运输工艺上，掺合料与外加剂的应用设备也逐步完善，环保条件明显改善；控制系统正向着计算机智能化管理方向发展。高性能混凝土的制作和施工技术已达到或接近达到国际先进水平。主要体现在以下几个方面：
（一）高性能混凝土普遍应用
高性能混凝土(HPC)是近十几年来出现的混凝土新品种，是经过漫长时间的发展，在长期研究与实践中创造的，至今最完善的混凝土。HPC是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的，是以耐久性为设计的主要指标，针对不同的用途和要求，在工作性、强度、适用性、体积稳定性、经济性等方面给予重点保证。HPC在性能上对传统混凝土是一重大突破，而且在节能、环保方面都有重要的意义，符合我国可持续发展战略，被称为GHPC。
混凝土技术的发展，归纳起来，可以说由初期的大流动性混凝土，发展到塑性混凝土；二次大战后，由于机械设备的发展，提高了混凝土的质量，发展了半干硬性与干硬性混凝土；后来由于劳动力的贵昂，新的高效减水剂的出现，发展了流态混凝土；直到今天，由于混凝土技术水平的提高及工程的特殊性能要求，又发展为高强、高性能混凝土。核心问题都是围绕着混凝土的质量与施工水平的提高而发展。1984年法国公开发表了有关高性能混凝土的论文；80年代末日本将一种不振捣的高耐久混凝土应用于实际工程；1990年美国国家标准与技术研究所（NIST）与美国混凝土协会（ACI）主办了第一届高性能混凝土研讨会，所以，普遍认为国际上的发达国家从80年代即开始投入力量从事高性能混凝土的研究。我国从92年开始引进HPC概念，在研究中有了突破性进展，北京先后完成了C60高强混凝土、C80、C100高性能混凝土，磨细矿渣高性能混凝土、自密实混凝土、无熟料水泥混凝土等课题研究，丰富和完善了高性能混凝土制备方法与施工技术，十多年来，已在很多工程中成功应用。例如首都国际机场扩建工程、中华世纪坛、国家大剧院、国家体育中心、国家游泳中心、中央电视台、奥林匹克国际会议中心等，并将在今后逐渐代替一百多年来普通混凝土在绝大多数工程中的使用。有学者预言HPC是21世纪的混凝土，是今后最主要的工程结构材料，也是21世纪混凝土技术的主要发展方向。美国、日本、英国、法国、加拿大等国都将HPC作为跨世纪的新材料投入大量人力、物力进行研究和开发。我国也是一样，北京、上海、广州、深圳、沈阳、杭州等地起步较早、发展较快，走在了全国同行业的前列，保持着领先地位。
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（二）混凝土泵送技术日趋完善
泵送混凝土1927年首创于德国，它是欧洲泵送混凝土技术发展最快的国家。1973年泵送混凝土普及率就达到40～50%，美国是继德国之后泵送混凝土技术发展较早的国家。80年代初，泵送混凝土普及率为50%。虽然日本的泵送混凝土技术起步较晚，但发展却十分迅速，它开始是从德国和美国引进的技术，现已成为泵送混凝土普及率最高的国家。
我国真正应用泵送混凝土是70年代末从北京地铁工程、遂道模工程和上海宝钢工程开始的，以后在北京、上海、天津、广州等大城市陆续建立了混凝土搅拌站，配备了运输和泵送设备，使泵送混凝土逐步发展起来。据统计，1983年泵送混凝土占商品混凝土的百分比为63.5%，84年为80%，85年为83.6%，近年已达到90%以上。
采用泵送混凝土施工速度快、周期短，适合于大规模的现代化施工作业；可以节省人工，提高功效，不受现场条件限制，施工方便，同时有利于质量控制，是现代文明施工必不可少的技术手段。早期由于受到设备和技术条件的限制，高强混凝土粘稠（C50以上），低等级混凝土（C20以下）容易泌水，一般都不宜泵送，多采用吊斗施工；即便是普通等级的混凝土，泵送高度与泵送距离也只有50米和150米左右。随着外加剂和掺合料技术的发展，使混凝土工作性能（可泵性）得到了根本性的改善，泵送设备的性能也有了显著提高，使混凝土运距增加到50公里，一次泵送高度达到380多米，最长泵送距离达到400多米；满足了现代化、大规模建筑施工的需要。
（三）相关材料技术同步发展
随着混凝土技术的发展，高效减水剂和优质矿物掺合料已成为是制备高性能混凝土必不可少的重要组分和功能性材料。外加剂从最初单一的木质素类，发展到萘磺酸盐、氨基磺酸盐、脂肪族类，又发展到聚羧酸盐类；完成了三次大的升级换代，使外加剂向着低碱、低掺量、高效能、高保塑等方向发展。聚羧酸高效减水剂已成功地应用于国家大剧院、国家游泳中心、首都国际机场扩建工程和中央电视台等国家重点工程。
矿物掺合料可以填充混凝土中水泥石空隙，改善混凝土的微孔结构和胶材与骨料的界面条件，在相同的水胶比下，提高混凝土的流动性和后期强度，降低水化温升，减少收缩，改善混凝土的体积稳定性。使混凝土的强度、抗渗性能、抗腐蚀能力等耐久性指标都有显著提高，起着从根本上改变常规混凝土性能的作用。矿物掺合料从最初单一的粉煤灰逐步发展为矿渣粉、沸石粉、硅灰、复合掺合料等多组分的矿物掺合料，在功能上也由当初的辅助性材料变为改善混凝土性能的功能性材料，由于在混凝土中起着与水泥同等重要的作用，而受到了普遍重视。北京市混凝土协会先后主持编制了《混凝土矿物掺合料应用技术规程》和《预拌混凝土质量管理规程》等北京市地方标准，为新技术的推广应用和规范预拌混凝土生产与施工起到了积极的推动作用。北京电视中心、世纪财富中心、首都机场扩建工程、中央电视台等工程底板混凝土的矿物掺合料用量达到40～50%，体积稳定性好，工作性能和耐久性能优异，创造了混凝土施工技术的范例。为国家标准《矿物掺合料应用技术规范》的编制提供了参考和依据。
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（四）更加注重环保和节能
环保、节能和实现可持续发展就是使社会经济同能源、资源、环境实现良性循环，是社会活力与自然关系的协调与变革。绿色环保—高性能是今后混凝土技术发展的主题，近几年在以下几个方面有了显著的进步：
1、企业更加注重节约能源、资源和保护环境；
2、注重混凝土的耐久性，从设计到施工采取综合措施，增加混凝土的使用寿命，减少修补或拆除的浪费和污染；
3、注重减少烧结熟料用量，大量利用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、沸石粉等工业废料；
4、开展了城市中水和工业废水的处理和回收利用；
5、重视对剩余混凝土、废弃混凝土的分离和再生利用；
6、加强了生产厂区绿化，建立了花园式预拌混凝土厂（站）。
（五）改进了工艺设备
由于环保、节能方面的要求，促进搅拌站生产工艺设备也不断改进。因陋就简，仓促上马的设备越来越少，取而代之的是经过科学系统设计，功能更为完备的搅拌机组。采用液压自动润滑系统，噪音小、密封性好，安全、可靠，生产效率高；改进生产工艺，使搅拌站可同时储存多种原材料，可根据需要实现不同材料的相互转换和组合，以满足不同的工程需要。采用液体外加剂，提高计量精度。由于预拌混凝土是集中的工厂化生产，外加剂应杜绝人工添加，避免人为的误差和错误，这是近十年来预拌混凝土企业发生的一项重大变化。骨料的储存方式也逐步改进，过去多为露天堆放，遇有风沙天气产生扬尘；夏天经过曝晒使混凝土出机温度升高，不利于裂缝的控制；冬季没有保温措施，容易结冰，遇有雨雪天气含水率变化大，不利于混凝土质量控制。人们越来越重视克服这些弊端，为此，新建或改造的搅拌站骨料储存多数采用筒仓、地下料仓或封闭式的料场，实现了真正意义上的工厂化生产。
（六）生产管理进一步科学化
采用先进的工艺和科学的管理是发展预拌混凝土必不可少的技术手段。智能化自动操作系统，数据自动采集、存储、传输系统，车辆自动排位和GPS卫星定位系统等新技术，已逐步在预拌混凝土企业中推广应用，使生产管理更加科学化，随着技术的不断进步和管理水平的不断提高，不远的将来必将进入更加科学化、规范化的领域，达到或超过世界同行业先进水平。
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