功能化引領混凝土產業發展方向

陳培標，付智,2，孫振平,3，劉剛，張盛,4

（1. e 微管理投資混凝土管理部，河北 雄安 071700；2. 交通部公路科學研究所，北京 100191；3. 同濟大學，上海 201800；4. 江蘇誠意工程技術研究院，江蘇 徐州 221131）

功能化引領混凝土產業發展方向

陳培標1，付智1,2，孫振平1,3，劉剛1，張盛1,4

（1. e 微管理投資混凝土管理部，河北 雄安 071700；2. 交通部公路科學研究所，北京 100191；3. 同濟大學，上海 201800；4. 江蘇誠意工程技術研究院，江蘇 徐州 221131）

本文分析了商品混凝土企業的當前發展現狀與瓶頸。筆者呼吁以技術引領商品混凝土功能化價值增值的行業發展理念。去資本之手操縱，去低質化競爭，打造以技術引領為主導的企業經營的核心價值，組建多元投資與混合體股權構架的新型商品混凝土企業，實現商品混凝土的功能價值增值，保證商品混凝土的質量與功能符合材料科學規律。

建筑材料；功能混凝土；產業路徑

1 商品混凝土現狀

近年來，中國房地產的火熱幾乎遮住了所有社會大眾的眼睛，鮮少有人關注中國房地產住宅結構的質量與安全。更無多少人關注涉及住宅結構質量與安全的建筑材料質量。作為建筑材料基本單元的商品混凝土，對住宅安全的影響如何，普通大眾一無所知。在我國大多數地區，由于近年經濟下行過程中的市場、監管及資源等因素未能有效協作，致同質化競爭的商品混凝土行業向低、劣質化發展方向演化。萎縮的商品混凝土市場、同質產品的惡性競爭環境，及商業資本追求利潤最大化的本質，正迫使一些混凝土企業突破質量技術底線。各種摻合料在商品混凝土中的過度添加及各類不合格材料在商品混凝土中的被迫使用，已經觸及到鋼筋混凝土的耐久性和結構安全的材料科學底線。一邊以低價搶占市場份額，一邊以低質化產品獲取最大化商業利潤。

另一現狀是部分技術從業人員和企業主對混凝土的理解錯位，致不同混凝土結構的混凝土不同功能要求被無視。潮濕環境下和氯鹽環境下的大摻量摻合料技術被廣泛用于商業住宅結構，這種無視養生環境和結構差異性要求的做法，導致住宅結構中的鋼筋混凝土的偏中性化，抗碳化等耐久性能降低。由于 Ca(OH)2含量降低，不足以抵御 CO2對鋼筋鈍化膜的侵蝕，鋼筋被銹蝕而膨脹斷裂，建筑結構因此有可能失去約束保護而失穩，當發生荷載突變等災害時將失去安全保護屏障。

2 未來商品混凝土的發展趨勢

商品混凝土行業發展驅動力有二，一是我國房地產業的發展浪潮，二是國家基礎建設的建設方向。2003年以來，尤其是 2009年以來，隨著我國房地產業的興起，商品混凝土行業主要以數量擴張為主。下一輪的推動將是國內基礎建設，尤其是城市地下綜合管廊工程和城市軌道交通工程建設。住建部等 16 部委到 2020年房地產 30% 住宅工業化率發展方向的引導，商品混凝土行業在未來發展中將以質競爭發展為主。

現階段商品混凝土行業同質、低質競爭將不能滿足發展需求，處于十字路口的商品混凝土企業，要么轉型升級，涅槃重生，要么繼續低質化殘喘等待消亡。轉型升級目前存在兩條道路：一條是以產業兼并、產業鏈自我閉合形成行業壟斷；一條是以技術引領混凝土功能價值增值。

3 混凝土功能化的要求

長期以來，我國的商品混凝土服務與不同結構環境的屬性功能一直都在。但是其價值一直被建筑材料行業所忽視。在以數量擴張和同質競爭的發展環境下，作為常規建筑材料的混凝土，其功能作用和價值一直被弱化和無視。而房建、橋梁、道路、不同工作環境下的各工程結構用混凝土均有自己的特殊要求。

3.1 房建結構功能性混凝土的要求

房屋建筑結構混凝土因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故，專家認為其嚴重程度已經遠大于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害[1]。所以其功能化要求有二：一是承受一定的靜力荷載，即抗壓強度；二是在大氣環境中能抗碳化侵蝕，以保護混凝土結構中的鋼筋被銹蝕。

筆者翻閱 1965年建造的西安某鋼筋混凝土建筑結構[2]加固資料，盡管當時有外層砂漿防護層進行阻擋CO2的侵蝕，但在 50年后的今天，其鋼筋仍被銹蝕。住宅混凝土結構的抗碳化，應被高度重視。

3.2 地下室部位用混凝土的要求

地下室結構混凝土主要功能為防水滲透。尤其是地下室剪力墻結構，則以抵御鋼筋約束拉應力產生裂縫為主的抗裂防滲透混凝土。地下室結構因處于地下環境，濕度較高，其抵御 CO2的侵蝕能力較強，所以抗碳化不作為主要功能。該結構的主要功能是抗裂、抗水壓力滲透。所以地下室剪力墻混凝土的主要功能為抵御鋼筋的拉應力及自生收縮變形。

陳良[3]提出了抵御鋼筋約束拉應力除結構設計、增加配筋率、加強施工過程管理之外的技術預防措施——對混凝土配合比進行技術優化，用膨脹劑進行收縮補償。抗裂混凝土應作為地下室剪力墻結構混凝土的主要功能。

3.3 智慧海綿城市混凝土的要求

智慧海綿城市混凝土主要作用是能讓雨水滲透通過混凝土介質，再通過城市地下生態凈化系統，然后匯入城市蓄水系統，應具備一定的生態環境友好特征。而不是像以前將雨水排入污水系統。所以智慧海綿城市混凝土同時具備一定的抗壓強度、孔隙率＞21%、低堿等環境友好的特殊功能[4]。

作為城市道路混凝土，透水混凝土除具備生態、透水功能外，還需美觀要求。因此彩色透水混凝土的市場價值巨大。

3.4 城市軌道交通工程高耐久混凝土的要求

城市軌道交通工程的地下混凝土，有百年工程使用壽命指標的要求及具有地下使用環境的特殊性。其主配筋≥25mm，結構最小尺寸≥70cm，且澆筑后標準養護困難，在濕度場、溫度場、水化場、應力場多場耦合下極易開裂[5]。抗開裂防滲透等高要求將使混凝土材料、技術、成本付出很多，尤其對商品混凝土企業的生產工藝、質量控制水平提出了極高的要求。

李世豪[6]提出地鐵混凝土應根據不同地域、不同施工工藝、不同施工環境等進行針對性質量控制措施。田倩[7]提出基于溫度場和膨脹歷程雙重調控的側墻防裂技術措施。國內工程技術界和一些科研單位針對地鐵站臺一些特殊要求的混凝土進行了大量的科研投入。這些科研投入的混凝土功能價值應得到體現。

3.5 城市地下綜合管廊工程高耐久混凝土的要求

城市地下綜合管廊工程在已建的城市建筑群下建設，其鋼筋混凝土結構多數以預制構件進行生產，少數以明挖現澆形式進行建設。今年4月1日成立的河北雄安新區建設，將以明挖現澆為主。

在雄安新區的城市地下綜合管廊工程建設中，由于其城市定位的特殊性和所處工作環境的不可更新性，混凝土的長耐腐蝕、長抗滲透、高抗裂將是其必然要求。

4 功能混凝土的發展障礙

混凝土按功能劃分的需求與發展，目前進程緩慢。其障礙來源于市場供需中的成本因素和生產設備、工藝設計的落后。

4.1 固有生產設備與陳舊生產工藝的限制

商品混凝土市場發展已建 20 余年，商品混凝土企業的生產設備和生產工藝仍是3～5個膠材儲罐，3～4個骨料倉，這種粗放式生產設備和原始生產工藝已經嚴重滯后于新市場的需求。原材料儲存與投料方案的粗糙，導致不同需求的功能化混凝土在生產實現過程中遇到生產工藝瓶頸而不能細微劃分推進。

4.2 資本為王的投資模式限制

資本的本質是獲利，社會公共發展體系的建設則需要參與建設的商品混凝土企業去除部分功利化色彩。資本之手造成混凝土生產同質化、規模化和產業鏈萎縮與自閉。企業財富的摘取路徑通常有二：一是向成本伸手，二是創新增值伸手。向成本伸手最容易，投入少、回報快，故企業主不愿意在設備改造和工藝更新上進行投入。在資本為王的經營環境下，技術人員沒有話語權。社會是大眾的，被資本壟斷或操縱的社會，普惠于社會大眾的技術價值則不可能實現。

4.3 工程市場功能化混凝土的價值與價格不對等

我國各地方政府在制定商品混凝土指導價時，僅以強度等級來區分；設計院在工程設計時，僅從符合特定時期的結構安全出發，未考慮混凝土的質量是不斷演生變化的過程，作為結構安全的防護主體，混凝土的長期耐久性未得到重視；而工程建設單位在做工程造價時，功能性混凝土與低質混凝土同價；功能性混凝土自身價值與價格嚴重不對等。

價值與價格的不對等，一方面給工程后期維護增加了更多的隱形成本，重創了混凝土作為建筑體系基石的價值；一方面嚴重傷害了混凝土增值技術的應用與混凝土企業的創新激情，導致一些資本型混凝土企業通過上、下游資源整合，以自閉混凝土產業鏈求生存。

5 功能混凝土的展望與未來

5.1 功能化價值市場的培育

近年來，國家推出的 PPP 項目建設模式，為混凝土功能化帶來了較好的發展機遇。政府部門由“運動員”角色向“裁判員”角色轉換，混合所有制、PPP 模式把項目資源集中向央企、國有力量集聚，為混凝土實現功能化生產提供了可能。而即將拉開建設帷幕的“千年雄安”將提供最好的發展機遇和舞臺。

雄安新區的城市地下綜合管廊工程建設，對功能化混凝土市場進行積極培育和引導，在我國建筑產業發展方向上具有典型的正向標桿性意義。在雄安新區，其功能混凝土的長耐久性標準和要求應該超越現行預拌混凝土規范與標準。千年雄安，意味著歷史責任與歷史標桿；地下城市，意味著正常使用年限是 100年以上。作為城市建設基礎與建筑結構的安全基石，雄安建造的地下綜合管廊工程混凝土結構影響將數百年乃至千年。

鑒于此，筆者團隊建議從以下幾個方面對功能混凝土市場進行培育：一、物價和建設主管部門加強對工程建設單位的混凝土的價格采購進行監督，禁止低于和接近于成本的價格采購；二、工程建設單位在混凝土采購招標時，應規定混凝土的價格由材料成本（可調）、生產成本（固定）、法定稅收、固定利潤四部分組成透明價格體系，評標標準圍繞混凝土生產企業的質量管理水平、生產設備工藝的先進性和技術研究等方面進行評價；三、工程設計單位在工程設計時應對混凝土的功能作用提出明確要求。

5.2 功能化混凝土的實現路徑

混凝土功能化的價值實現，要堅持以技術引領為主導的企業經營的核心價值發展路線。其路徑是，商品混凝土企業應引進多元的投資元素，以技術與管理引領企業發展方向。具體做法為：讓經營團隊以技術、管理資源入股，對資本股份進行折價和稀釋，把資本擁有者從企業全盤控制者角色回歸到企業受益者角色上來，以固定收益對資本進行補償。在股權構架上，應用混合體模式，國有資本、民營資本、民間（眾籌）資本進行合理分配。

6 結束語

實現混凝土功能價值的增值，對行業發展和國家建設具有重大意義。一是可激活混凝土產業鏈的健康生態發展，二是讓混凝土遵循材料科學的自身規律。此二者，于國于民，意義深遠。

[1]縱云俠．鋼筋混凝土結構的安全性評價[J]．價值工程，2011(03): 95．

[2]翟磬，任浩．某超年限工業廠房結構安全性鑒定及加固處理[J]．安全質量，2016(01): 146-148．

[3]陳良．地下室剪力墻溫度裂縫的形成、預防及處理措施[J]．江西建材，2015(10): 77．

[4]孫振平．生態混凝土[M]．2017.3孫振平教授課題組.

[5]劉繼兵．2017年江蘇省土木工程學會城市軌道交通工程建設委員會上的學術報告．

[6]李世豪．城市軌道交通工程中高性能混凝土質量控制[J]．科技展望，2016(20): 22-23．

[7]田倩，王育江，張守治，等．基于溫度場和膨脹歷程雙重調控的側墻防裂技術[J]．混凝土與水泥制品，2014(5): 20-24．

陳培標，男，工程師，功能混凝土踐行者，從事混凝土及混凝土外加劑質量管理與技術研究工作十五年，長期參與城市軌道交通工程功能性混凝土的質量管理與技術研究工作，在國內首次將商品混凝土生產供應技術應用于 C50P10 預制襯砌管片的生產。現供職于以交通部專家委員付智博士為首的 e 微管理投資混凝土管理部，主導雄安新區功能混凝土項目的運營。

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