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探索绿色环保型砼机械的发展

探索绿色环保型砼机械的发展

摘要: 砼机械是影响绿色、环保的重要产业之—,但他不但影响大气的污染,而且对土壤地下水及城市环境卫生均有很大影响。所以设计和制造绿色环保型砼机械设备符合国家的重大的战略项目之内容。

 1 战略决策和产业结构转型的调整和提升

    (1)世界经济的发展证明各国经济实力的竞争,实质上是企业之间的竞争,或者说是企业家之间的竞争。中国砼机械到2012年已成为世界上最大、最强的砼机械产业。接之而来的不是国内几大砼机械制造商谁当老大,谁产能高,谁的市场占有率大的竞争,而应是谁的产品环保、节能、智能化等的提升效果和发展速度。砼机械行业的企业家不但为中国硬实力的崛起创造并积累了大量的财富,而且应该是社会责任肩负者的带领人,因为他们拥有比其它人更能发挥作用的财富资源和企业发展方向和趋势的决策力和影响力,而这种双作用的企业家才是真正受人尊敬的优秀企业家。

    (2)突破所谓的“比较优势”理论,建设新型的产业结构,十年以前,我国根据钢铁工业、水泥工业、房地产业的发展,大力发展砼机械是适时的,正确的。随着砼机械产业的快速发展,我们不能只停留在只生产一般的搅拌,水平输送和垂直输送,捣实的几道工序的产品,维持着一般中低端的制造业上,而应该考虑到影响国家、政治、经济、文化、安全和社会稳定高端产业的研发和制造上,如参与高性能混凝土的研发和生产,环保、节能型产品的推广和普及,新能源的开发和利用;智能化和网络化的研发的提升,等等。彻底告别发达国家强戴在中国分工的中低端产品的制造大国的“桂冠”。

    (3)以高度的责任感攻克和完成绿色、环保型砼机械的研发制造任务。超标的PM2.5已成为当今影响中国令人发指的大气质量参数,超过国际标准几倍,几十倍已司空见惯,不但影响中国的生存环境,而且给国际社会造成极坏的影响。工程机械已成为汽车业界环境影响之后的第二大污染源,工程机械二氧

    化碳的排放量实际超过城市汽车排放的污染,尤其是砼机械的工作状态是在城市人口密集的城乡结合部,如搅拌运输车、泵车几乎都在城市人口密集处工作,加上黄标车长期限制不住,成为城市的肆无忌弹的隐形杀手。可以这么说,已到了必解决不可的时期。并应引起政府和砼机械制造商的高度重视了。

    2 建立真正的绿色环保商品砼生产产业

    商品砼的生产在工业发达国家已成为成熟的产业,商品化生产已达到70~90%以上。我国自改革开放后,由于国家政策的推动,沿海发达地区和一些省会以上城市、商品砼生产也达到70%~80%。但中西部地区目前只有20~40%不等,尚有较大的差距。

    我国是世界水泥生产大国,占世界总重量50%左右,年产量约20亿吨,而商品砼2011年达11亿立方以上,到2012年下降到8.9亿立方,商品砼的水泥用量不到50%,所以从长远看,商品砼仍有较大的发展空间。

    由于商品砼在环保方面有很大的优势:它生产集中,规模大,便于管理,能实现建筑工程设计的各项要求,有利于新技术、新材料、新工艺的推广的和应用。特别有利于散装水泥,砼外加剂、矿物掺合料的推广应用,是保证砼具有高性能化和多功能化的必要条件。

同时有利于节约资源和能源,可保证砼在城镇建设中的文明,环保生产。

    我国商品砼生产产业,虽然发展速度很快,但未形成大的产业集团,尚未建立起真正的绿色环保型产业,对绿色环保型商品砼生产没有一个标准的定义,只能根据近年来在绿色环保型商品砼的企业中一些优秀的企业总结的经验来逐步的规范。

    总体来说,商品砼生产企业是一个新鲜砼的加工工厂,他的建立和运行,应符合国家方针政策和有关国家标准和地方法规,并要与时俱进的提高和发展自己。如某砼生产企业转型升级,提出的有关要求,值得砼生产商和制造商学习借鉴。

    他们提出了:一个概念,五项创新,八大特色,四项增值服务。

    一个理念是:低碳,绿色、智能、健康,整体设计融入家的元素,使砼工厂成为城市一景。

    五项创新点:粉体材料预均化技术,预裹技术,外加剂多次添加技术,骨料多级配技术,智能化技术。

    八大特色:1)绿色环保:粉尘污染点全封闭,粉尘排放度小于20mg/m3,主体景观设计,厂区绿化率达25%以上。

    2)低噪声:白天噪声低于65分贝,夜间噪声低于55分贝以下。

    3)三个零排放:生产污水100%循环利用,生产过程固体废弃物100%的分离处理,固体废弃物100%的利用。

    4)低能耗:较传统工艺相比能耗降低25%。

    5)高效率:生产效率提高20%以上。

    6)高质量:配合比相同情况下强度提高15~35%,配合比相同情况下坍落度提高50~80mm,强度标准差保持在2.0MPa以下。砼的工作性能大大提高,砼耐久性大大提高。

    7)低能耗:强度相同情况下,胶凝材料量降低20~40%在配合比和流动性相同情况下,外加剂用量可减少10~35%。

    8)高度自动化和智能化

    四项增值服务:a)提供砼浇注和振捣服务。b)提供砼养护服务。c)提高砼质量智能化芯片服务。d)向建设单位、施工单位、设计单位、监理单位提供砼生产、运输过程的远程实时查询,实时监督服务。

    由于商品砼生产企业的工作范围是在以工厂为中心12~15公里范围内为经济区域,所以砼的运输和工地现场都应进行文明生产。在此应注意三条:

    1、保证卫生文明生产,一是运输车辆和作业车辆,如拖泵和泵车不论日夜生产,其噪声应符合国家标准和城市的具体要求,包括行驶线路和时速限制。

    2、作业车辆在进入作业工地现场和砼生产现场时,必须清理行走装置上的污染物,每次须冲洗干净。

    3、作业车辆和运输车辆的前后桥负荷必须符合国家和城市道路的具体规定。

    严格来说,若能按上述要求实施,基本上可达到绿色环保的要求。

非常重要的是要有一套严格管理的队伍,并按程序进行实施和监督的规章制度。

    根据笔者对德国和日本商品砼生产企业的了解,德国的商品砼生产企业一般不在现场堆放砂石骨料。生产时,封闭的骨料运输车,根据搅拌楼顶部的料仓的容量,连续的供应。保证现场的噪声和扬尘符合标准。在日本不论在南部的九州和北部的北海道,砼生产企业都有经过清洗后存放在现场全封闭的钢筋砼料仓内,运输和配料时噪声和扬尘都受到严格控制。

    在德国,即使在工地作业的工程站,为减少扬尘,堆放的砂石料经常保持着湿润状态,用含水率测定仪加减水的比例。

    总之,中国商品砼的产业,达到绿色环保的要求,要走自己的发展道路,要求政府提出要求,提供相应的激励政策,砼机械制造商和商品砼生产商共同努力。目前,社会对绿色环保型砼生产设备要求的呼声愈来愈高,改变目前的现状,改造现有设备均要作较大的投入。现在已到各界企业家不仅要为国家作出贡献,而且已到为中国老百姓能自由、健康的生活而尽社会责任的时候了,我们希望这一天的早日到来。

    3 砼机械节能减排的有关措施

    (1)制备高性能砼,提高砼机械的多功能特性。水泥砼是目前世界上用量最大、使用最普遍的建筑材料,很多著名建筑材料专家预言,在最近的100年内,还不可能出现一种新的建筑材料能替代水泥混凝土。因此制备高性能砼仍是材料专家努力的方向。

    在上世纪六十年代,国外相继出现了很多提高水泥砼的强度工作性、耐久性科研成果并推广使用,如日本的裹砂法,澳大利亚的净浆法。

    日本大成株式会社在中国的云南罗布格水电站推行的裹砂法曾获得良好的效果。七八十年代中国的科研院所、大专院校也都有一些成果,如清华大学的裹石法等,当时很多建筑单位也展开了群众性的研发运动,都有相当的成效。从当时的情况看,研发工艺缺乏相应的配套设备,是最大的短板。到九十年代高性能砼已成为国内公认的研究成果,添加各种外加剂和矿物掺合料并有严格的骨料配合比得到推广应用,如ClOO、C120高强砼等。

    a)提高砼搅拌设备的适应性

    在高性能砼的备制中搅拌设备应有多种高精度的计量装置,特别是外加剂和掺合料的计量称;能任意改变各种材料的投料顺序和搅拌时间;严格控制砂石的含水率,加水时间和喷淋的部位;能严格控制砼的坍落度和稠度。短时间内保证完成砼制备时物理反应和化学反应的过程等措施。

    b)科学合理胶凝剂和粗、细骨料

    合理的配合比和符合骨料筛分曲线要求的粗细骨料是节约水泥,提高砼强度的重要保证。

    我国是一个粗细骨料都贫乏的国家,特别是放炮开山取石和江、河、湖、海,滥挖砂石的现象已严重破坏了生态环境和江河堤岸设施。风化岩砂和海砂的滥用也危害着建筑物的结构强度。符合科学配比的机制砂、石,已成为发达国家的发展趋势。目前,欧美、日本等部分国家机制砂的使用比例已达90%以上,它不但颗粒形状规则符合筛分曲线要求,而且含水率容易控制,在干粉砂浆备制中可以免烘干,节约燃料和成本。

另外,为了提高砼强度,节约水泥,粗骨料的合理形状的备制也成为当今研制者的攻关项目,正在将这一科研成果投入实际的运用中。

    (2)利用新能源或节能型产品

    根据中国工程机械协会统计,我国工程机械保有量在450万台左右,而砼机械就达55万台套,特别是工程机械的动力燃料大部分用柴油等,发动机的油料仅达到欧洲标准的欧Ⅱ型。已成为据汽车的污染之后的第二大污染源。尤其是砼机械,既有固态废弃物又有气态和液态的污染,同时对道路和环境卫生都有极大的影响。所以节能型产品和利用新能源的在产品将会受到国家的关注和用户的青睐。目前新能源如电能、天燃气的动力已在工程机械上使用,我们期望有战略眼光的企业家和工程师们不要仅仅做为一种时尚和点缀企业的广告,而应把扩大产能的资金真正用到节能型产品上来,做真正的引领世界工程机械发展的开路先锋。我国石油装备制造业实施的绿色发展战略,已成为节能减排的一个缩影,石油钻机等用电能和天燃气作动力,通过技术改造和创新,以最少的资源(节能达20~45%),最低的成本、最少的排放,加快实现了绿色发展的转型是我们工程机械最可借鉴的产业。

    工程机械绿色环保的引领者沃尔沃第四代混合动力发动机已在使用,并可节省30~40%的燃油。其他如美国、日本的著名工程机械制造商也有较好的业绩,是我们学习和坚持持之以恒研发节能产品的动力。

    (3)研制智能化、网络化的砼机械产品

    工程机械,特别是砼机械是在非常恶劣的环境中作业。不但砂、石、水泥、水是其加工对象,而且经常是24小时、48小时以上的连续作业的状态下进行,而且由于其功率大,(从几千瓦到几百千瓦)工作时载荷变化激烈,所以,科学的设计和熟练的操作技术是节能减排的关键环节。

    众所周知,工程机械的智能控制器,像人的大脑,是工程机械最主要的核心部件。它通过安装在各动力系统和执行机械的传感元器件而感知系统的运行状态(即具有自学习,自适应的功能),它以人类(用户)的预期运动状态为目标,进行高智能控制,以实现科学设计的预期目的:实践证明,智能控制,比熟练工人操作具有更高的适应性,它的节能程度远远超过25—30%。如果智能控制系统经过信号的转换和传输,进行监、诊、控一体化,使整个企业的产品均可进行物联网工程的管理,是更高阶段的绿色、环保工程:

    由于这套系统的软件和硬件的制作难度较大,且要有较大的投入,企业应根据自己的实力分步,分阶段地进行,关键是企业家要有战略眼光和对国家责任的承担,才能尽快完成智能化、网络化管理的远大目标。也只有这样才能提高产品的技术含量和附加值,是企业产品进行结构调整升级换代的关健内容之—。近日工信部等几部委共同发布了《关于组织实施2013年智能制造装备发展专项的通知》是对发展这一产业的政策最有力的支持。

    (4)再制造是砼机械节能减排的必由之路。由于世界人口的快速发展,人类对资源依赖愈来愈大,资源和能源的大量开采,使得这些不可再生资源的匮乏,而生态环境也受到极大的破坏。目前大力发展再制造产业已成为人类的共识,国外在十几年前就有较好的业绩。美国是全球再制造产业最发达的国家,年产值达750亿美元,其中汽车和工程机械约占2/3达500亿美元;其他欧洲、日本很多知名的工程机械企业均走在行业的前例,美国的卡特公司将近20%的产品是再制造的产品,它在中国也有几个独立的生产企业。

给中国企业树立了良好的发展模式。

    大力发展再制造产业,不仅可以降低资源、能源的消耗,减少废弃物的排放,有利于改变传统发展模式(线性增长模式),发展成为资源+产品+废弃物+再生资源的循环经济模式,也是我国(2006-2020年)贯彻《国家中长期科学和技术发展计划纲要》明确指出的绿色制造的具体措施。近几年来,我国工程机械行业己开始尝试,但还处于初级阶段,对生产企业和用户还是一个全新的概念。对结合中国特色的再制造发展之路尚有一个探索和总结的过程。但对于砼机械而言,结构件较多,零部件相对比较简单,配套件比较容易解决,拆解、修复、检测比较容易,附加值比较高,不论是搅拌站、搅拌车、泵车可利用的零部件在50~70%左右。

    目前由于回购设备、二手设备特别是泵车,国内市场比较活跃。折旧后报废的产品的再制造尚未是大企业的当务之急。从长远的发展来看,循环经济的再制造是发展的必由之路,批量大的产品,大企业可以成立独立的公司或附属的公司,或原生产企业进行试生产,制订相应的验收标准,与有关的客户群建立战略伙伴关系,并让利于他们,这对制造商扩大客户群,建立良好的信誉将是企业能持续发展的必然结果。

    (5)建筑垃圾资源化的利用

    我国是世界上最大的水泥生产国,是新鲜砼生产的大国,但也是砼建筑垃圾最多的国家,据不完全统计我国建筑垃圾的数量达16亿吨/年以上,占城市垃圾的30-40%是最难处理的垃圾之一,若不尽快处理和利用必将给社会、环境和资源带来极不利的影响,据报导欧盟的建筑废充物资源化率达70%以上,韩国、日本等亚洲国家的资源化率达90%以上,而中国的利用率不及5%,作为砼机械行业的生产企业,如果对上下游产业有所了解,不但可以增长对行业发展趋势的了解,对开发和扩展企业的品种和门类也极为有利,特别是对用户会产生更大的吸引力,例如利用建筑垃圾生产再生骨料是处理建筑垃圾最简单的方式。目前国内已有科研院所和大专院校在这方面有了较好的科研成果,如设立在昆明理工大学的国家固体废弃物资源利用中心已有一套成熟的成果,可以处理成道路结构层材料,墙体材料,市政设施与新型环保节能型产品,此外上海同济大学、上海建材工业设计研究院、山东潍坊三建集团,北京建工学院等单位对建筑垃圾的处理均有极好的建议和方法,有实力的企业应充分的给予利用。美国68%的再骨料用于道路基础建设,6%用于搅拌砼,9%用于搅拌沥青砼,3%用于边坡防护,7%用于回填基础,7%用于其他地方。这都给建筑垃圾处理提供了范例,值得我们学习和借鉴。

    结束语:应约写了一点个人的想法,供读者参考。但目前有的情况也很现实:

    目前我国高标号水泥如525、625及更高标号的水泥已能生产;高性能砼如C100、C120等已在实践中应用。但由于中国建筑设计标准大量采用的仍为425以下的如C20、C30砼的老标准,所以即使有了新技术、新成果,不修改设计标准,不考虑节能环保的大局,仅从经济性上考虑是不可改变现状的,新成果也不可能得到推广应用。

    另外,我国每年生产4~5万辆搅拌运输车,保有量达20万辆几乎都是超载50~100%的“黄标车”,不但对城市道路的损坏,而且给行车安全造成极大影响,并增加废气的排放。希望有影响的企业家不要为企业的私利而放纵一些用户的不正当要求,只有执行国家标准,节能标准才是第一位的。   

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