预拌混凝土企业低碳化管理

黄浩，王章夫，周群，黄成，郑应生

（1.浙江华威建材集团有限公司， 浙江杭州 310018；

2.杭州经济技术开发区建设工程质量安全监督站，浙江杭州 310018）

混凝土是目前使用量最大的建筑材料，2010年我国预拌混凝土产量约为9.7亿m3，其中混凝土主要原材料水泥是高耗能、高二氧化碳排放的产业。随着全球对碳排放要求越来越严，混凝土的碳排放已摆在预拌混凝土企业管理的议事日程中。对预拌混凝土生产企业而言，混凝土低碳目标应是：混凝土耐久性优越，提高建筑物的使用寿命，减少直接或间接的维护费用;最大限度的综合利用矿物掺合料等工业废料；提高生产效率、降低能耗、降低各项消耗、保护环境、消除或尽可能减少环境污染；组织无废生产，最低限度的消除废渣、废料、废水、废弃物的产生。近几年，笔者公司在低碳预拌混凝土管理上采取的措施主要有：

1 重视生产系统环保节能的改造和管理

1.1 粉尘的控制

（1）将搅拌主楼、骨料堆场、骨料配料站、输送皮带机实现全封闭，骨料经汽运到厂后，卸料及输送过程均在封闭的环境中完成。扬尘通过开启卸料斗处的喷淋装置进行降尘处理。

（2）粉料仓库位除尘：每座粉料储存仓仓顶安装一台主动式脉冲除尘机，过滤面积27m2，功率为3kW，空气流量达5268 m3/h，满足输送时的除尘要求。粉料输送时离心风机自动开启，降低输送阻力；输送结束时，自动以脉冲气流对滤袋进行反吹，将过滤下来的粉尘清除至粉仓内。

（3）主楼除尘：搅拌主楼的除尘通过一台主动脉冲式除尘机完成，该除尘机过滤面积47m2，功率5.5kW，空气流量为7226 m3/h。通过直径200mm的管道与搅拌主机上盖连接，空气吸入口为骨料卸料口。过滤的灰尘在每个搅拌周期中通过脉冲反吹后由螺旋输送机送至搅拌主机，完成收尘回用过程。

1.2 噪声的控制

通过主被动方式尽可能降低噪声。

（1）采用低噪声的设备。空气压缩机采用低噪声的阿特拉斯螺杆式空压机，气动元件排气口安装消声器；通过加大输送带机托辊夹角，提高输送带单位截面，把皮带输送机带速控制在2m/s以下，有效地降低运行噪声，并延长机械部件使用寿命。

（2）骨料堆场、配料站、皮带输送机、搅拌主楼均实行全封闭，粉料输送区半封闭，降低生产时混凝土产生的噪声。

1.3 工业废水和固体废弃物零排放的控制

对生产过程中产生的污染物（主要是生产过程及搅拌车洗车产生的废水、废混凝土）进行处理并加以回收利用，达到“零排放”的效果。

采用砂石污水分级回收系统，包括回收处理水池组、砂石污水分级机、分离砂石堆场、洗车台及洗车溜槽。厂区排水系统，将搅拌楼及其周围的废水通过明沟排入砂石污水分级回收系统的沉淀池内，并能将雨水收集至清水池中用于混凝土生产，减少混凝土生产中的自来水用量，超过清水池容积部分将溢流到厂区的雨水管中。搅拌洗车污水经搅拌处理后，用泥污泵将含固废水输送至搅拌楼上的暂存搅拌槽中，通过单独计量作为产品的原料用于生产，彻底解决生产过程及洗车产生的污水排放问题。该系统布置图如图1。

图1 砂石污水分级回收系统布置图

搅拌车在装料完成后由搅拌楼对搅拌车混凝土接料口用水进行加压冲洗，减少车辆出厂前清洗工作量，减少冲洗用水量。搅拌楼四周设有明沟将地表水排至砂石污水分级回收系统的沉淀池中回用。

每日水量计算：每日混凝土产量约5000m3，每日每立方米使用回收水量50kg×5000m3＝250t。

回收水搅拌池每日循环次数约250÷2÷36＝3.47次。

洗车水产生量约60车×每日2次×每次洗车用水量约1500kg＝180t。

洗车水搅拌池每日循环次数约180÷2÷36＝2.5次。可满足生产中废水循环利用的需要，废水浓度可以得到有效控制。

整个系统中清水池及沉淀池之水可提供为厂区内各项清洗之用。例:场地清洗、水沟清洗、机械清洗、皮带机清洗等；可节省原有大量之清洗用水，不同的沉淀池容纳不同的水，以达到水尽其用，污水不外流的目的。

1.4 节能控制

（1）采用装备单台功率75 kW电机的3m3低功率的搅拌主机，与传统3m3搅拌主机功率为110 kW，能耗下降三成。

（2）采用高性能螺杆式空气压缩机，能按设定的最低、最高空气压力值进行自动控制。配料站平皮带机只在向主楼骨料过渡斗输送骨料时自动启动，输送完成后自动停止，降低空转能耗。

（3）采用高效照明装置，并定时开关，避免浪费。目前单方混凝土生产耗电量约为1.13度，电耗控制比较理想。

（4）使用低油耗发动机的搅拌车，油耗由原来50L/100km下降至42L/100km。

1.5 ERP管理系统

使用搅拌站ERP管理系统，提高生产效率，保障产品质量。公司把经营管理、材料管理、生产管理、技术管理、车辆管理、人事管理等均纳入ERP管理系统。同时整合搅拌楼控制系统、压力试验机、筒仓管控系统、加油机、GPS车辆调度系统、搅拌车回厂系统，使之成为一个有机整体，更加有效地对混凝土生产进行控制。如原材料中粉料的输送控制（即筒仓管控）流程为：①运输车辆进厂重车过磅；②司磅员选择车辆装载原料名称；③ERP系统将自动列出该原料可入库的库别；④司磅员选择相应的库别（即筒仓号），并采集重量；⑤运输车到达指定库位，相应的库位指示按钮亮绿灯；⑥运输车司机按亮绿灯按钮，打开筒仓输送管口的档杆（如图2：档杆为打开状态），筒仓除尘机自动启动；⑦输送车接好管道，开始送灰。输送结束后拆管，按红色控制按钮，关闭档杆及除尘机（否则无法回磅）；⑧运输车过磅取皮重后离厂。

图2 运输车筒仓输送管口的档杆打开状态

使用ERP管理系统后，信息传递由以前的纸质记录传递转变成网络传递，大大减少纸张的使用，减少重复录入中可能的人为差错。生产流程中要生产出混凝土，必须先有营销合同（有效状态），经营部根据客户要求建立生产任务单，经生产部确定生产楼号、时间并签核后，实验室方可出具配比单；有配比并经工艺员二次审核后，调度方可安排生产。搅拌车辆根据回厂时间自动排序进入发货作业，调度发出生产指令后，相应搅拌楼将得到完整的任务及配比信息，可执行混凝土生产，同时车号信息同步发送至搅拌楼前的电子显示屏上，供搅拌车驾

驶员查看，使驾驶员可更好地掌握生产信息，减少车辆怠速油耗。全过程中无数据手工传递，各部门各司其职，责任明确，数据自动传递。搅拌楼操作员可以集中精力关注混凝土生产过程及产品质量，每一盘次生产中，在搅拌楼出混凝土前10s时搅拌机内窥摄像机自动工作，将搅拌机内混凝土的实时搅拌情况反馈给操作员，同时通过网络传输给工艺员，改变了以往当前盘次无法有效进行调整的状况，保证了混凝土的出厂质量。技术管理的集成使得原材料的实验数据可以及时用于生产配比的自动调整，可以更加有效地动态控制混凝土的质量；实时从搅拌楼传回的实际称量数据，结合压力试验机产生的产品抗压强度数据，可更好地提供产品质量的控制依据。集成GPS车辆管理的生产调度发货作业，有利于保证混凝土供应的连续性，减少因混凝土供应过快或过慢造成的质量隐患，提高车辆利用率，降低油耗。

2 低碳预拌混凝土的产品管理

生产过程中减少混凝土碳排放的主要措施是:抓好原材料质量的稳定性并进行合理的产品设计，对此公司进行以下几方面的管理控制：

（1）对所用材料的性能品质通过频次检测，按月进行稳定性控制评价。如对水泥，笔者公司按水泥的标准稠度、安定性、强度、凝结时间，分一、二、三等级；每天进厂水泥按批进行与外加剂的相容性试验，并将实验数据反映在使用材料的黑板上，作为工艺员调整外加剂掺量、控制单位用水量的依据。其他如外加剂、各类矿物掺合料、砂石骨料根据内控要求分别进行评价采用。将当月材料的品质状况反馈给材料部。在日常管理中加强与材料部的沟通，共同将材料品质质量作为一个关注点，达到原材料品质稳定性的控制。

（2）重视单位用水量的控制，加强工艺控制管理和检查。近几年，笔者公司把控制单位用水量作为技术管理目标进行管理分解。普通混凝土单位用水量≤180kg/m3，高性能混凝土单位用水量≤170kg/m3，在低用水量、低水胶比的前提下提高混凝土的耐久性能。通过对单位用水量的控制管理，理顺材料采购、配比设计、工艺控制的职能，如工艺员工作职能：加强原材料质量巡视、骨料含水率检测，确保混凝土配比单位用水量不超标；确保新拌混凝土的和易性，满足运输和施工要求，硬化混凝土的性能符合设计要求。加强现场预拌混凝土技术服务，跟踪现场加水取证及试件成型养护工作，做好预拌混凝土工艺控制自检和试验室主任工艺抽检台账。

（3）尽最大可能多用矿物掺合料，全年要求每立方混凝土矿物掺合料用量占胶凝材料总用量33%。 合理的矿物掺合料必须依据环境条件变化的影响，水泥、外加剂与矿物掺合料的相容性、集料的优化组合等基础试验，由笔者公司中心试验室独立完成并指导应用。

（4）重视混凝土耐久性能的比对检测。笔者公司的耐久性指标主要分解为碳化、电通量和混凝土收缩三大指标进行评价，每半年一次。

3 总结

（1）实现低碳预拌混凝土是混凝土行业技术进步的必然要求，也是混凝土行业改变自身形象，利国利民的重大举措，可确保混凝土行业的持续发展。

图3 浙江华威建材集团有限公司环保节能型厂区（下沙站）实况

（2）在新建工厂过程中，笔者公司按照“低碳”理念选择硬件设施，在全公司中积极倡导实施“低碳混凝土”的生产管理，取得了一定的成效（图3）；但与国内不少企业还存在较大差距，我们将与行业同道一起不断创新，为开创一个混凝土发展的新时代做出更多贡献。

[1]刘大林. 发展混凝土绿色生产的实践与探索“.首届全国预拌混凝土行业绿色生产论坛-会刊”[C].中国混凝土与水泥制品协会预拌混凝土分会第一届三次理事会扩大会议，2011年7月，南京.