崔 健,戴 平,王 濤,王長安,張慶華,張曉明
(中國建材檢驗認證集團股份有限公司/國家水泥質量監督檢驗中心,北京 100024)
我國是水泥生產和消費大國,水泥的產量近年來一直穩居世界第一位。隨著我國基礎建設和房地產行業由高速發展期步入調整期,水泥行業目前已進入產能嚴重過剩階段。2017年,全國水泥產量23.16億噸,比上年下降0.2%,截至2017年6月底,全國共水泥企業3 465家,其中熟料生產企業46家,含熟料的水泥生產企業1 234家,水泥粉磨站企業2 173家,水泥配置站企業12家。全國實際熟料產能20.2億噸,水泥產能38.30億噸。目前由于我國水泥行業正處于生產工藝轉型及產業結構調整時期,生產企業的規模和產品質量參差不齊,有海螺、中聯等大型新型干法生產企業,也有數量眾多的小型水泥粉磨企業。大、中型企業具有先進的生產工藝設備、科學的管理方法、完善的生產控制手段,水泥產品各項質量指標有保證;而小型水泥粉磨企業需要購買水泥熟料,在生產及市場方面處于被動局面,且盲目依靠低成本追求利潤,忽略了水泥產品質量;多數小型企業的生產工藝條件不高、質量控制技術較差,技術人員數量較少,水泥產品質量不穩定,存在較多的質量隱患。
通過對國家水泥質量監督檢驗中心日常委托檢驗結果、全國水泥生產許可證獲證企業產品質量監督檢驗結果、各省市水泥質量抽查結果、全國水泥大對比情況和風險監測情況統計分析,可以看出2017年我國水泥質量總體趨于穩定,但是依然存在一些不能忽視的質量風險和隱患。
標準是世界通用的技術語言,標準亦是檢驗產品質量的度量衡。水泥的標準體系是開展行業標準化工作的基礎,隨著智能化管理等新技術的發展,2017年我國水泥標準體系進一步得到了完善,在體系中增加了3D打印材料、過程能源管理和過程控制管理的內容,體現了水泥生產技術創新發展的方向。水泥行業標準體系見圖1,目前水泥行業執行的產品標準見表1。
為貫徹落實國務院關于化解水泥行業過剩產能推動水泥行業轉型升級的有關部署,根據國家質檢總局產品質量監督司《關于開展水泥產品生產許可證獲證企業監督檢查和產品質量監督檢驗的通知》(質檢監函[2017]63號)文件要求,全國工業產品生產許可證辦公室水泥產品審查部組織國家水泥質量監督檢驗中心等25家水泥產品機構對北京、天津、上海、重慶、河北、山西、山東、河南、安徽、江蘇、江西、浙江、湖南、湖北、廣東、廣西、海南、寧夏、陜西、甘肅、青海、黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、云南、貴州、四川、西藏、新疆等31個省、自治區、直轄市的1 600家企業進行證后監督檢驗,實際抽取到1 360家企業生產的1 360批次樣品,其中有33個批次樣品不合格,合格率為97.57%。在33個批次不合格樣品中,有23個批次樣品氯離子含量不合格,5個批次樣品燒失量不合格,7個批次樣品膠砂強度不合格,三氧化硫和游離氧化鈣各有1個批次樣品不合格。
圖1 我國水泥行業標準體系
表1 水泥產品執行標準
氯離子含量是本次監督檢驗出現不合格最多的檢驗項目,主要原因是企業在生產過程中使用氯鹽或含氯鹽的助磨劑,對進廠原材料的氯離子含量不控制,氯離子檢測不規范或不檢測造成的。
本次監督檢驗有5個批次樣品的燒失量不合格,主要原因是水泥企業混合材摻加量失控,非活性混合材摻量超標,化驗室檢驗出廠控制不到位,人員操作水平不高等。有7個批次水泥樣品強度項目不合格,主要原因是生產企業片面追求成本效益,減少熟料用量、摻加早強劑造成水泥膠砂強度不合格。
作為全國工業產品生產許可證目錄中重要的產品種類,水泥產品質量一直是我國各級政府的重點監控對象,幾乎每年國家質檢總局都要安排水泥產品的監督抽查工作,各地質監局每年也都不同程度地對水泥產品質量安排定期監督抽查。抽查的樣本結合本地區水泥生產的實際情況具有一定的區域代表性,抽查結果也能真實地反映該地區水泥質量的狀況。2017年全國各省水泥抽檢范圍覆蓋16個省(區、市)1 420家企業生產的1 606批次通用硅酸鹽水泥產品。抽查主要涉及水泥的LOI、MgO、SO3、IR、Cl-、壓蒸安定性、安定性(沸煮法)、凝結時間、強度等重點項目,共發現32批次不合格產品,主要涉及水泥氯離子、氧化鎂、凝結時間、燒失量、強度。經統計,2017年各省水泥抽檢總體合格率為98%。各省的抽查結果統計見表2。
國家水泥質量監督檢驗中心作為國家授權的水泥產品質量監督檢驗機構,承擔著全國水泥產品委托檢驗、對比檢驗和政府抽查等檢驗工作。本文對中心2017年受理的四千余組通用硅酸鹽水泥樣本質量檢驗結果進行分析統計,統計結果見表3。從表中可以看出,硅酸鹽水泥產品合格率為98.89%,普通硅酸鹽水泥產品合格率98.07%,復合、礦渣硅酸鹽水泥產品合格率97.54%,不合格項目集中在氧化鎂、燒失量、氯離子和膠砂強度,具體統計數據見表3。
表2 2017年全國各省市地區水泥監督抽查情況統計表
表3 2017年國家水泥質量監督檢驗中心所檢通用硅酸鹽水泥產品質量合格率統計
出現不合格樣本數量比較多的依然是復合硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥樣品,這些水泥品種的生產單位多為一些小型水泥粉磨站,質量控制水平相對較差。追求高利潤、不嚴格執行國家標準的相關規定,亂摻外加劑和不符合標準要求的混合材是造成低標號水泥不合格的主要原因,為建設工程質量埋下隱患。
全國水泥大對比工作是由國家水泥質量監督檢驗中心根據《水泥企業質量管理規程》的規定、按照GB/T15483.1-1999《利用實驗室間比對的能力驗證第一部分:能力驗證計劃的建立和運作》實施的一項全國范圍內的重要的能力比對活動,實施范圍為全國水泥生產企業和省(直轄市)級、地區建材(水泥)質檢站。每年進行一次全國水泥檢驗大對比工作,檢驗項目為水泥品質指標檢驗或水泥化學分析檢驗,至今已成功組織實施了十六次水泥品質指標檢驗大對比和十五次化學分析大對比。
通過參加全國水泥檢驗大對比,可以幫助水泥集團驗證其質量監控的效果,改進質量監控的方式和頻次,提高企業化驗室檢驗人員的檢驗水平,并且幫助其分析在全國水泥行業質量檢驗中所處的水平。
2017年2月~10月,中心組織全國第十六次水泥品質指標大對比工作,全國共有1 212家單位參加,包括39家質檢站和1 173家水泥企業。2017年水泥品質指標大對比參與單位的全合格率為89.19%,與2015年第十五次水泥品質指標大對比全合格率79.19%相比,提高了十個百分點,體現出我國水泥實驗室檢驗水平和能力整體上又有很大提升,見表4。
表4 第十六次與第十五次水泥品質指標檢驗大對比結果合格率對比
國家水泥質檢中心一直持續關注水泥產品質量和環境安全,致力于提高我國水泥產品質量,降低對環境和人身健康傷害工作的開展。自2005年起中心便開始對水泥中水溶性六價鉻檢測方法進行研究,并對全國水泥產品中進行了調研和普查,作為水泥中水溶性六價鉻檢測標準工作的一部分,積累了大量的檢測和研究調研數據。國家強制性標準GB31893-2015《水泥中水溶性鉻(VI)的限量及測定方法》于2016年10月1日起正式實施。國家水泥質量監督檢驗中心自2015年起已連續三年在全國范圍內開展了水泥中水溶性六價鉻含量的質量安全風險普查工作,為水泥行業管理部門制定相應政策提供依據。
從監測結果可以看出,三次監測的樣本平均值接近,2016年樣本合格率比2015年提高了4.9%;2017年樣本合格率比2016年提高2.69%。說明樣本覆蓋區域水泥生產企業在過去一年時間里水溶性六價鉻的控制方面有了一定的提高。2015年、2016年、2017年風險監測結果對比見表5。
表5 近三年水泥中水溶性六價鉻風險監測結果比對
綜合風險監測數據分析,可以看出目前國內水泥行業的鉻污染情況比較嚴重,仍有約13%的樣本Cr(VI)含量超出強制性國家標準GB31893-2015《水泥中水溶性鉻(VI)的限量及測定方法》的限量要求;若以歐盟REACH法規2006-1906規定的水泥中水溶性六價鉻含量限值2ppm來統計,我國水泥產品水溶性六價鉻合格率不足20%。如果企業不重視風險的存在,不采取先進的工藝技術、使用無鉻耐火材料和控制廢渣中鉻含量,片面追求高利潤,不加以控制廢棄物利用工藝,或者采用的原材料中鉻含量較高,將導致生產出來的水泥產品水溶性六價鉻含量嚴重超標,嚴重威脅環境安全及人身健康。
我國目前是世界的水泥生產大國,更應該成為水泥生產強國。水泥行業應繼續加大產業結構調整力度,采取有效措施堅決淘汰落后水泥產能。政府有關部門應進一步加大質量獎懲力度,嚴厲打擊假冒偽劣,嚴厲查處不具備生產許可證生產要求的水泥產品,強化行業質量監督與管理,與檢驗機構、行業協會協同配合,聯手從生產源頭到流通、使用環節共同采取整治行動,強化對生產、經銷以及使用不合格產品的懲處力度,共同促進水泥行業整體質量水平的提高。
針對目前水泥行業存在的質量問題和質量風險,提出如下建議:
(1)完善水泥產品質量監督檢驗體系,加強水泥產品對比驗證檢驗。
中國建筑材料聯合會標準T/CBMF 17-2017《水泥生產企業質量管理規程》中附錄C《水泥生產企業產品質量對比驗證檢驗管理要求》是保證我國水泥產品質量的重要砝碼。按照規定要求,日產熟料4000噸以下的水泥生產企業,應定期與省級建材(水泥)質檢站進行對比驗證檢驗;省級建材(水泥)質檢站、日產熟料4000噸以上的水泥生產企業、特種水泥生產企業應定期與國家水泥質量監督檢驗中心進行對比驗證檢驗,這樣環環相扣的對比驗證檢驗制度,與政府質量監督抽查配合在一起,保證了我國水泥產品質量穩定發展。
(2)完善水泥行業鉻污染控制標準體系,加快鉻污染控制的技術創新。
根據水溶性六價鉻風險監測結果統計,我國仍有13.21%的企業面臨鉻污染超標的情況,而GB175《通用硅酸鹽水泥》正在修訂,已經將水溶性六價鉻指標作為型式檢驗項目納入標準中。下一步還應盡快完善水泥行業鉻污染控制的標準體系研究,通過對原材料、熟料中總鉻、混合材中水溶性六價鉻的檢測方法標準研究,確認水泥企業生產過程中水溶性六價鉻的來源,盡快研制相應的檢測儀器設備和標準樣品。另外,同樣具有重要意義的一項工作就是如何降低水泥產品中的六價鉻含量。目前,一些科研單位和水泥外加劑和助磨劑企業都在關注,但是真正進行相關工作的單位和成熟的降鉻技術還很少。這項工作目前已經進入到非常緊迫的階段,需要檢測部門和科研單位共同合作,對降低水泥中水溶性六價鉻控制技術的有效期、不同價態鉻的穩定性等方面進行研究。
綜上,產品質量提升是全社會面臨的共同任務,如何做好新形勢下的水泥產品質量提升工作,責任重大,任務艱巨,相關單位必須以高度的政治責任感和使命感,為把我國水泥產品質量提高到一個新的水平,積極推進我國水泥產品質量向國際水平靠攏。