預拌混凝土企業低碳化管理

黃浩，王章夫，周群，黃成，鄭應生

（1.浙江華威建材集團有限公司， 浙江杭州 310018；

2.杭州經濟技術開發區建設工程質量安全監督站，浙江杭州 310018）

混凝土是目前使用量最大的建筑材料，2010年我國預拌混凝土產量約為9.7億m3，其中混凝土主要原材料水泥是高耗能、高二氧化碳排放的產業。隨著全球對碳排放要求越來越嚴，混凝土的碳排放已擺在預拌混凝土企業管理的議事日程中。對預拌混凝土生產企業而言，混凝土低碳目標應是：混凝土耐久性優越，提高建筑物的使用壽命，減少直接或間接的維護費用;最大限度的綜合利用礦物摻合料等工業廢料；提高生產效率、降低能耗、降低各項消耗、保護環境、消除或盡可能減少環境污染；組織無廢生產，最低限度的消除廢渣、廢料、廢水、廢棄物的產生。近幾年，筆者公司在低碳預拌混凝土管理上采取的措施主要有：

1 重視生產系統環保節能的改造和管理

1.1 粉塵的控制

（1）將攪拌主樓、骨料堆場、骨料配料站、輸送皮帶機實現全封閉，骨料經汽運到廠后，卸料及輸送過程均在封閉的環境中完成。揚塵通過開啟卸料斗處的噴淋裝置進行降塵處理。

（2）粉料倉庫位除塵：每座粉料儲存倉倉頂安裝一臺主動式脈沖除塵機，過濾面積27m2，功率為3kW，空氣流量達5268 m3/h，滿足輸送時的除塵要求。粉料輸送時離心風機自動開啟，降低輸送阻力；輸送結束時，自動以脈沖氣流對濾袋進行反吹，將過濾下來的粉塵清除至粉倉內。

（3）主樓除塵：攪拌主樓的除塵通過一臺主動脈沖式除塵機完成，該除塵機過濾面積47m2，功率5.5kW，空氣流量為7226 m3/h。通過直徑200mm的管道與攪拌主機上蓋連接，空氣吸入口為骨料卸料口。過濾的灰塵在每個攪拌周期中通過脈沖反吹后由螺旋輸送機送至攪拌主機，完成收塵回用過程。

1.2 噪聲的控制

通過主被動方式盡可能降低噪聲。

（1）采用低噪聲的設備。空氣壓縮機采用低噪聲的阿特拉斯螺桿式空壓機，氣動元件排氣口安裝消聲器；通過加大輸送帶機托輥夾角，提高輸送帶單位截面，把皮帶輸送機帶速控制在2m/s以下，有效地降低運行噪聲，并延長機械部件使用壽命。

（2）骨料堆場、配料站、皮帶輸送機、攪拌主樓均實行全封閉，粉料輸送區半封閉，降低生產時混凝土產生的噪聲。

1.3 工業廢水和固體廢棄物零排放的控制

對生產過程中產生的污染物（主要是生產過程及攪拌車洗車產生的廢水、廢混凝土）進行處理并加以回收利用，達到“零排放”的效果。

采用砂石污水分級回收系統，包括回收處理水池組、砂石污水分級機、分離砂石堆場、洗車臺及洗車溜槽。廠區排水系統，將攪拌樓及其周圍的廢水通過明溝排入砂石污水分級回收系統的沉淀池內，并能將雨水收集至清水池中用于混凝土生產，減少混凝土生產中的自來水用量，超過清水池容積部分將溢流到廠區的雨水管中。攪拌洗車污水經攪拌處理后，用泥污泵將含固廢水輸送至攪拌樓上的暫存攪拌槽中，通過單獨計量作為產品的原料用于生產，徹底解決生產過程及洗車產生的污水排放問題。該系統布置圖如圖1。

圖1 砂石污水分級回收系統布置圖

攪拌車在裝料完成后由攪拌樓對攪拌車混凝土接料口用水進行加壓沖洗，減少車輛出廠前清洗工作量，減少沖洗用水量。攪拌樓四周設有明溝將地表水排至砂石污水分級回收系統的沉淀池中回用。

每日水量計算：每日混凝土產量約5000m3，每日每立方米使用回收水量50kg×5000m3＝250t。

回收水攪拌池每日循環次數約250÷2÷36＝3.47次。

洗車水產生量約60車×每日2次×每次洗車用水量約1500kg＝180t。

洗車水攪拌池每日循環次數約180÷2÷36＝2.5次。可滿足生產中廢水循環利用的需要，廢水濃度可以得到有效控制。

整個系統中清水池及沉淀池之水可提供為廠區內各項清洗之用。例:場地清洗、水溝清洗、機械清洗、皮帶機清洗等；可節省原有大量之清洗用水，不同的沉淀池容納不同的水，以達到水盡其用，污水不外流的目的。

1.4 節能控制

（1）采用裝備單臺功率75 kW電機的3m3低功率的攪拌主機，與傳統3m3攪拌主機功率為110 kW，能耗下降三成。

（2）采用高性能螺桿式空氣壓縮機，能按設定的最低、最高空氣壓力值進行自動控制。配料站平皮帶機只在向主樓骨料過渡斗輸送骨料時自動啟動，輸送完成后自動停止，降低空轉能耗。

（3）采用高效照明裝置，并定時開關，避免浪費。目前單方混凝土生產耗電量約為1.13度，電耗控制比較理想。

（4）使用低油耗發動機的攪拌車，油耗由原來50L/100km下降至42L/100km。

1.5 ERP管理系統

使用攪拌站ERP管理系統，提高生產效率，保障產品質量。公司把經營管理、材料管理、生產管理、技術管理、車輛管理、人事管理等均納入ERP管理系統。同時整合攪拌樓控制系統、壓力試驗機、筒倉管控系統、加油機、GPS車輛調度系統、攪拌車回廠系統，使之成為一個有機整體，更加有效地對混凝土生產進行控制。如原材料中粉料的輸送控制（即筒倉管控）流程為：①運輸車輛進廠重車過磅；②司磅員選擇車輛裝載原料名稱；③ERP系統將自動列出該原料可入庫的庫別；④司磅員選擇相應的庫別（即筒倉號），并采集重量；⑤運輸車到達指定庫位，相應的庫位指示按鈕亮綠燈；⑥運輸車司機按亮綠燈按鈕，打開筒倉輸送管口的檔桿（如圖2：檔桿為打開狀態），筒倉除塵機自動啟動；⑦輸送車接好管道，開始送灰。輸送結束后拆管，按紅色控制按鈕，關閉檔桿及除塵機（否則無法回磅）；⑧運輸車過磅取皮重后離廠。

圖2 運輸車筒倉輸送管口的檔桿打開狀態

使用ERP管理系統后，信息傳遞由以前的紙質記錄傳遞轉變成網絡傳遞，大大減少紙張的使用，減少重復錄入中可能的人為差錯。生產流程中要生產出混凝土，必須先有營銷合同（有效狀態），經營部根據客戶要求建立生產任務單，經生產部確定生產樓號、時間并簽核后，實驗室方可出具配比單；有配比并經工藝員二次審核后，調度方可安排生產。攪拌車輛根據回廠時間自動排序進入發貨作業，調度發出生產指令后，相應攪拌樓將得到完整的任務及配比信息，可執行混凝土生產，同時車號信息同步發送至攪拌樓前的電子顯示屏上，供攪拌車駕

駛員查看，使駕駛員可更好地掌握生產信息，減少車輛怠速油耗。全過程中無數據手工傳遞，各部門各司其職，責任明確，數據自動傳遞。攪拌樓操作員可以集中精力關注混凝土生產過程及產品質量，每一盤次生產中，在攪拌樓出混凝土前10s時攪拌機內窺攝像機自動工作，將攪拌機內混凝土的實時攪拌情況反饋給操作員，同時通過網絡傳輸給工藝員，改變了以往當前盤次無法有效進行調整的狀況，保證了混凝土的出廠質量。技術管理的集成使得原材料的實驗數據可以及時用于生產配比的自動調整，可以更加有效地動態控制混凝土的質量；實時從攪拌樓傳回的實際稱量數據，結合壓力試驗機產生的產品抗壓強度數據，可更好地提供產品質量的控制依據。集成GPS車輛管理的生產調度發貨作業，有利于保證混凝土供應的連續性，減少因混凝土供應過快或過慢造成的質量隱患，提高車輛利用率，降低油耗。

2 低碳預拌混凝土的產品管理

生產過程中減少混凝土碳排放的主要措施是:抓好原材料質量的穩定性并進行合理的產品設計，對此公司進行以下幾方面的管理控制：

（1）對所用材料的性能品質通過頻次檢測，按月進行穩定性控制評價。如對水泥，筆者公司按水泥的標準稠度、安定性、強度、凝結時間，分一、二、三等級；每天進廠水泥按批進行與外加劑的相容性試驗，并將實驗數據反映在使用材料的黑板上，作為工藝員調整外加劑摻量、控制單位用水量的依據。其他如外加劑、各類礦物摻合料、砂石骨料根據內控要求分別進行評價采用。將當月材料的品質狀況反饋給材料部。在日常管理中加強與材料部的溝通，共同將材料品質質量作為一個關注點，達到原材料品質穩定性的控制。

（2）重視單位用水量的控制，加強工藝控制管理和檢查。近幾年，筆者公司把控制單位用水量作為技術管理目標進行管理分解。普通混凝土單位用水量≤180kg/m3，高性能混凝土單位用水量≤170kg/m3，在低用水量、低水膠比的前提下提高混凝土的耐久性能。通過對單位用水量的控制管理，理順材料采購、配比設計、工藝控制的職能，如工藝員工作職能：加強原材料質量巡視、骨料含水率檢測，確保混凝土配比單位用水量不超標；確保新拌混凝土的和易性，滿足運輸和施工要求，硬化混凝土的性能符合設計要求。加強現場預拌混凝土技術服務，跟蹤現場加水取證及試件成型養護工作，做好預拌混凝土工藝控制自檢和試驗室主任工藝抽檢臺賬。

（3）盡最大可能多用礦物摻合料，全年要求每立方混凝土礦物摻合料用量占膠凝材料總用量33%。 合理的礦物摻合料必須依據環境條件變化的影響，水泥、外加劑與礦物摻合料的相容性、集料的優化組合等基礎試驗，由筆者公司中心試驗室獨立完成并指導應用。

（4）重視混凝土耐久性能的比對檢測。筆者公司的耐久性指標主要分解為碳化、電通量和混凝土收縮三大指標進行評價，每半年一次。

3 總結

（1）實現低碳預拌混凝土是混凝土行業技術進步的必然要求，也是混凝土行業改變自身形象，利國利民的重大舉措，可確保混凝土行業的持續發展。

圖3 浙江華威建材集團有限公司環保節能型廠區（下沙站）實況

（2）在新建工廠過程中，筆者公司按照“低碳”理念選擇硬件設施，在全公司中積極倡導實施“低碳混凝土”的生產管理，取得了一定的成效（圖3）；但與國內不少企業還存在較大差距，我們將與行業同道一起不斷創新，為開創一個混凝土發展的新時代做出更多貢獻。

[1]劉大林. 發展混凝土綠色生產的實踐與探索“.首屆全國預拌混凝土行業綠色生產論壇-會刊”[C].中國混凝土與水泥制品協會預拌混凝土分會第一屆三次理事會擴大會議，2011年7月，南京.