一、商品混凝土的歷史與發展
    1．商品混凝土概述
    商品混凝土亦稱預拌混凝土，它的產生和出現可以說是混凝土發展歷史上的一次“革命”，是混凝土工業走向現代化和科學化的標志。商品混凝土的實質就是把混凝土這種主要建筑材料從備料、拌制到運輸等一系列生產環節從傳統的施工系統中游離出來，成為一個獨立經濟核算的建筑材料加工企業——預拌混凝土廠或混凝土公司。混凝土的商品化生產能夠因為生產的高度專業化和集中化等特點為建筑工程中節省水泥及其砂石材料，提高工程質量，改進施工組織，減輕勞動強度，降低生產成本提供可能，同時也因為能節省施工用地，改善勞動條件，減少環境污染而使人類受益。同時，推廣商品混凝土還是推廣散裝水泥的重要先導措施，因此受到國家有關部門的高度重視。
    2．國外商品混凝土發展概況
    商品混凝土最早出現于歐洲。到20世紀70年代，世界商品混凝土的發展進入黃金時期，商品混凝土在混凝土總產量中已經占有絕對優勢，其中美國占84%，瑞典占83%，日本占78%，澳大利亞占63%，英國占57%。20世紀70年代末全世界已有30000多個預拌混凝土工廠，其中日本和美國各擁有5000個左右的預拌混凝土工廠。目前，美國和日本仍然是世界上最大的兩個商品混凝土生產國，年產量均在2億m3左右，約占本國混凝土總用量的80%。俄羅斯現在年產水泥5000萬噸，其中30～40%用于生產商品混凝土。全俄羅斯年產商品混凝土4000萬～5000萬m3,人均商品混凝土用量0.2～0.3m3。歐洲22個發達國家累計年生產商品混凝土3億m3,人均0.6m3。包括東歐國家，全歐洲總的年產商品混凝土約4億m3。在歐洲國家中，德國商品混凝土產量最高，年產量達到7400萬m3,人均0.9m3。而人口僅650萬的瑞士，卻有商品混凝土工廠300多座，年產量970萬m3,人均1.49m3，居歐洲第一。目前，商品混凝土在國外已成為一門新興的產業。
    3．我國商品混凝土的發展概況
    建國初期，我國在一些大型水利工程中采用了預拌混凝土，但是由于種種原因，我國商品混凝土的生產發展比較遲緩，與發達國家相比，形成了很大的差距。我國的商品混凝土攪拌站始建于20世紀70年代后期，在上海、常州等地。隨后，由于建設的需要和政府的支持，城市商品混凝土發展較快，每年以約15%的幅度遞增。據統計，1990年全國35個城市建成100個攪拌站，年設計能力為1450萬m3,實際產量500萬m3；1993年全國35個城市建成200個攪拌站，年設計能力為2000萬m3,實際產量約900萬m3；1995年全國建成攪拌站618個，年設計能力4000萬m3，實際產量約2600萬m3；1999年全國商品混凝土生產企業達683家，年設計能力12700萬m3,實際產量約5400萬m3。另外，商品混凝土在我國發展極不平衡，地區差異較大。在北京、上海、廣州、大連、廈門等大城市，商品混凝土使用量比較大，占這些城市的混凝土總用量的60～80%左右，已經接近或達到發達國家的水平。而在西部地區，有的省份還沒有一家商品混凝土攪拌站。有的省市即使有商品混凝土攪拌站，由于種種原因，也未充分發揮作用。因此國家在“九五”期間提出了“鞏固東部、發展中西部”的發展商品混凝土的方針。
    總之，我國商品混凝土的發展無論從數量上講，還是從質量上講，與發達國家相比，都還處于起步階段。

    二、我國發展商品混凝土的前景
    (一)我國商品混凝土市場潛力巨大
    我國商品混凝土的使用主要集中在省會城市和沿海發達城市，這些城市，如上海、廣州、深圳、常州等地的商品混凝土使用率已達60～80%，基本達到發達國家的水平。然而，在一些中等城市和小城市，商品混凝土的使用率還很低，甚至沒有。可見，商品混凝土的發展空間還十分巨大。
    （二）使用商品混凝土技術經濟效益十分明顯
    1．企業財務效益
    北京、上海、常州、天津等商品混凝土攪拌站的經營統計資料分析表明，與現場攪拌混凝土比較，使用商品混凝土可獲得如下經濟效益：
    （1）建筑施工單位用工降低，勞動生產率提高：一般生產商品混凝土0.25工日/m3,全員產值2.5～3.0萬元/人•年；現場攪拌0.35工日/m3,產值一般間0.8萬元/人•年。
    （2）節約原材料：測算和分析表明，應用商品混凝土可節約水泥8%，砂石12%左右。
    （3）促進機械化、自動化水平的提高，大大提高設備利用率。
    （4）提高混凝土質量，延長工程使用壽命。
    2．社會經濟效益
    （1）相關部門獲利明顯：統計表明，應用商品混凝土節省了許多單位的費用支出，普遍受到歡迎。如，節省砂石及中間儲料的堆場租用費0.9元/m3，水泥包裝袋費用節約1.75元/m3。現場建材堆放場地租用費等節約2.40元/m3，現場臨時水電及設施費4.00元/m3等。
    （2）加快施工進度，提前發揮投資效果。
    （3）促進水泥工業和混凝土新技術發展及其建筑工業化的發展。
    3．環境效益
    （1）當今社會環保問題已成為一個十分重要的問題，環保問題已嚴重威脅著人類的生存和健康。應用商品混凝土環境效益十分顯著。首先它不需要在現場堆放材料及中轉材料，避免了城市的臟、亂、差現象；其次，從根本上消除噪聲、粉塵、污水等污染，改善了市民工作、居住環境。
    （三）國家大力提倡，為商品混凝土的發展創造了極為有利的條件
    八十年代以來，黨和政府十分重視商品混凝土的發展，各級建設行政主管部門制定了相應的扶持政策和措施。1987年建設部印發了《關于“七五”城市發展商品混凝土的幾點意見》，明確了發展預拌商品混凝土的方向和有關技術經濟政策。1990年國家建設部印發的建〔1994〕490號文《建筑業重點推廣應用10項新技術》中，又把推廣商品混凝土和散裝水泥應用技術列為重點推廣的首要內容。“八五”期間，建設部安排國家支持施工企業技術改造專項貸款的11億人民幣中，有5億元之多（不包括企業自籌）用于支持預拌混凝土的發展。在國家“九五”規劃中，又明確要求“九五”期間全國預拌混凝土的產量要比“八五”末期翻一番，商品混凝土占現澆混凝土的比重增加到20%。最近發布的我國《散裝水泥發展“十五”規劃》中明確規定，到 2005 年，我國預拌混凝土生產能力將力爭達到 3 億m3，預拌混凝土占混凝土澆注總量的比例達到 20%，其中大中城市要達到 50% 以上；直轄市、省會城市、沿海開放城市和旅游城市將積極發展預拌混凝土，從 2003 年 12 月 31 日起，禁止在城區現場攪拌混凝土；其他城市 2005 年 12 月 31 日起，禁止在城區現場攪拌混凝土。國家發展商品混凝土政策的力度加大，對我國商品混凝土發展的提速必然會發揮積極的作用。
　

    三、影響和制約我國商品混凝土發展的主要因素
    1．在現階段，政策和法規因素是調控和引導商品混凝土發展的重要因素。目前，從表面上看，商品混凝土的價格要比現場攪拌的混凝土高出60～80元/m3,使用單位較難接受。致使商品混凝土的推廣使用受到一定程度的阻礙。但從深層次上、用發展的眼光看，使用商品混凝土除了社會效益、環境效益外，其綜合經濟效益也是很高的。因此各級政府應根據當地實際情況，一方面加緊健全推廣商品混凝土方面的政策、法規，加大執行力度，另一方面，要因勢利導，制定商品混凝土企業的優惠政策，為推廣使用商品混凝土鳴鑼開道。
    2．建筑施工單位及社會各方面對使用商品混凝土還缺乏足夠的認識。各建設主管部門要充分利用各種新聞媒體，積極宣傳推廣使用商品混凝土的優越性及其生產的經濟效益、社會效益和環境效益，以取得全社會的重視和支持，為商品混凝土的推廣使用掃清思想障礙。
    3．建筑施工企業一攬子承包工程的體制給現場攪拌混凝土提供了溫床，成為商品混凝土的發展的障礙。政府建筑管理部門應把建筑工程中的混凝土分項獨立出來，單獨承包給一些有資質的混凝土工程公司。
    4．商品混凝土的價格偏高是影響商品混凝土推廣的關鍵因素。在市場經濟條件下，某種商品或某個行業的產生、生存和發展，最終都是要依靠市場經濟規律來調節的。商品混凝土作為一種特殊商品也不例外。其可靠的質量、便捷的施工已經為大家認可，國家政策的支持也有相當的力度，但是為什么推廣工作始終非常艱難？筆者認為，其根本原因還在于價格偏高或者混凝土生產企業利潤偏低。因此，要想讓商品混凝土得到大范圍的推廣使用，得到廣大施工單位的認可，使商品混凝土成為一個蓬勃發展的新興產業，還必須加大技術創新、制度創新和經營創新的力度，改變傳統的生產方式，切實降低生產成本，降低商品混凝土的價格，縮小或者消除商品混凝土與現場攪拌混凝土的價格差距，從而擴大商品混凝土的銷售，提高商品混凝土生產設施的利用率，增加企業的經濟效益。

    四、我國商品混凝土產業發展的對策——“粉磨-攪拌”一體化
    （一）“粉磨-攪拌”一體化的含義
    所謂“粉磨-攪拌一體化”，是指一種不同于傳統生產方式的水泥混凝土生產方式。這種新的生產方式以水泥混凝土的最終應用——混凝土功能要求為目標，以外加劑為核心技術，以粉磨為中心環節，在粉磨過程中（包括一次性粉磨和分別粉磨），將外加劑技術、摻和料活化、熟料粉磨整合到一起，充分發揮粉磨工藝與外加劑的功能，并與混凝土（或干粉）攪拌相銜接，改變我國長期以來水泥生產與混凝土生產相分離的現象，實現水泥與混凝土生產的有機統一，從而降低生產成本、降低環境負荷以及為生產高性能混凝土創造靈活的工藝條件。
    “粉磨-攪拌”一體化的概念，主要是從工藝學的角度來講的，其本質是把“粉磨”從水泥生產的最后一道工序變成混凝土生產的第一道工序。從表面上看，這似乎沒有發生根本性的改變，但實質上，“粉磨”工藝的目的已經從生產水泥演變為生產混凝土，其目的、意義、方式、方法都將發生一系列改變。

    上圖表示的是目前從水泥熟料到商品混凝土的生產工藝過程，在這個過程中，“粉磨”所起的作用是把水泥熟料和摻和料（水泥行業習慣稱混合材）粉磨到水泥標準所要求的細度，因此“粉磨”所發揮的作用是非常有限的。現在，如果我們設想，將“粉磨”作為生產商品混凝土的一個工藝過程，上圖則可以改造為下面的模式。

    按照這種“粉磨-攪拌”一體化的商品混凝土生產模式，混凝土攪拌站不再需要向水泥廠購買“成品”水泥，只需購買達到一定技術標準的水泥熟料，而且僅僅把水泥熟料作為一種組分，與摻和料、外加劑共同粉磨，并根據不同混凝土性能與配合比的需要進行配比調整。當然，上圖描述的只是其中一種工藝路線，按照實現“粉磨-攪拌”一體化的技術/工藝可能性，至少還可以分化出以下3種子模式：

    這種“粉磨-攪拌”一體化的商品混凝土生產模式，徹底打破了傳統的生產模式，充分發揮“粉磨”系統的功能，增強了混凝土攪拌站的主動性和靈活性，真正做到在混凝土配制過程中，從粉磨開始，其水泥熟料、摻和料的配比、細度以及外加劑的種類、含量都可以自主調控，一切以混凝土性能的要求為轉移。
    本文中的“粉磨-攪拌”一體化概念，是從工藝學的角度提出的，其本質是將“粉磨”作為混凝土生產工藝過程的一部分，并不討論“粉磨”與“攪拌”的地理組合和隸屬何種企業。事實上，筆者設想，“粉磨”與“攪拌”的組合可以在同一地點，也可以在不同地點，可以一一對應，也可以一對多，可以隸屬同一企業，也可隸屬不同企業，可以是攪拌站增加粉磨設備，也可以是水泥廠或水泥粉磨站縱向整合攪拌工序，只要符合一體化的本質內涵，就是本文所講的“粉磨-攪拌”一體化生產模式。而在實際運作中哪一種組合占優勢，則看其技術經濟優勢的競爭結果。
    （二）“粉磨-攪拌”一體化提出的依據
    1．現實依據
    自從“七五”以來，我國一直把推廣商品混凝土、發展散裝水泥列入五年規劃中，各級主管部門也相當重視，但商品混凝土的發展還是及其緩慢，地區差異較大，與發達國家差距更大。究其原因，筆者從市場經濟規律的角度分析認為，主要是商品混凝土造價高于現場攪拌混凝土，施工單位不易接受。因此，要解決商品混凝土推廣的這一難題，就必須從根本上著手，努力降低生產生成本，提高質量，充分發揮產業化、專業化生產的優勢，生產出“綠色”、高性能商品混凝土。只有這樣，商品混凝土才真正可能在全國各地開花結果，商品混凝土產業才可以真正得以立足。“粉磨-攪拌”一體化，正是實現這一目標的重要策略。
    2．理論和技術依據
    我國著名混凝土專家、清華大學馮乃謙教授關于“活化水泥”、“活化填料”以及由其配制高性能混凝土的研究成果（馮乃謙編著 《高性能混凝土》中國建筑工業出版社1996年8月第1版，37頁～40頁），為“粉磨-攪拌”一體化提供了強有力的技術經濟理論支持。
    （1）活化填料
    把有機外加劑與天然礦石及礦渣同時粉磨，使外加劑吸附于磨細礦物顆粒的表面，得到活化填料。當水泥混凝土中，以這種活化填料取代一部分水泥時，可以降低減水劑的用量并能提高水泥混凝土的強度。
采用活化填料與二次攪拌工藝，即首先在普通或高速攪拌機內制備水泥膠結料拌和物，同時加入超塑化劑；然后，使之與集料在主攪拌機內混合；這樣，能以普通水泥，甚至低標號水泥制成高強度混凝土。

    由表1可見，2號混凝土28d齡期強度可達100MPa，可經受500次凍溶循環，而無任何破壞跡象；28d、60d的抗彎強度分別為9.6MPa及12.2MPa，棱柱體強度為105MPa，抗滲壓力超過1.8MPa。
    （2）活化水泥（FFC）
    將粉狀超塑化劑與熟料混磨即能制得的活化水泥（FFC-100）。或者把粉狀超塑化劑與礦物質材料混磨制成活化填料，取代部分水泥，可以制得需水量低的膠結材料。

    上表中：①FFC-50意即水泥中含有50%活性填料，FFC-25意即水泥中含有75%的活性填料。以325號水泥為基料的FFC-50可以代替525號水泥，其蒸養10h后28d齡期強度可達64.8MPa，比525號水泥配制的混凝土標養28d時強度63MPa還略高；而且前者的水泥用量只有195kg/m3，而后者則為480kg/m3。技術經濟指標相當顯著。②FFC-50混凝土標準養護1d強度為41.3MPa，能脫模并傳遞預應力，比通常工藝使用超塑化劑的混凝土，達到同樣強度的時間要縮短一半。③在FFC-50中水泥利用系數高得多。
    FFC水泥混凝土除了具有高的抗壓強度外，其他方面的性能，如抗凍性與抗裂性也十分優異。其試驗結果見下表：
    FFC混凝土與無外加劑或按通常方法摻入高效減水劑的混凝土相比，吸水率低40～50%，收縮和徐變低10～30%。325號活化水泥400kg/m3，水膠結料比0.29，坍落度20cm，混凝土標養28d強度可達75MPa，如水膠結料比降至0.25，混凝土28d強度還可以達到100MPa。
    使用FFC配制混凝土，與通常方法相比，拌和水用量能降低15～25%；必要時可不對混凝土進行濕熱養護，或能有效的縮短蒸養時間。使用FFC配制混凝土，當混凝土強度為C15～C35時，能節約水泥130～290kg/m3,即節約水泥56～68%，并且可在FFC用量300kg/m3的條件下獲得80MPa的高強度、高性能混凝土。采用FFC配制混凝土，在-10℃下無須采用防凍劑；在-15～-25℃時，防凍劑摻量可減少1/2～2/3。
    上文大量引述馮乃謙教授的研究資料，已經充分表明了“粉磨-攪拌”一體化的技術可行性與經濟可行性。同時還表明，“粉磨-攪拌”一體化是生產各種高性能混凝土，提高商品混凝土技術含量的必由之路。為了不損及馮教授研究成果的完整性，上述資料基本上原文引述，其中某些與本文主旨并不切題的部分筆者沒有刪減，請讀者原諒。
    （三）“粉磨-攪拌”一體化的優越性
    1．“粉磨-攪拌”一體化便于攪拌站根據需要，利用“活化水泥”或者“活化礦渣”來配制混凝土，有利于提高摻和料的比例，降低水泥用量，降低商品混凝土的成本，改善混凝土的性能，因此有利于商品混凝土和散裝水泥（散裝熟料）的推廣。
    下面把表2中膠結材料為32.5水泥和膠結材料為FFC-25的情況作一對比分析：

    從上表可以看出，使用FFC-25節約了水泥295kg/m3,而且所配制的混凝土28d強度卻比用32.5水泥高10MPa。如果以水泥價格200元/噸計算，扣除礦渣或粉煤灰帶入的成本，亦可每立方節約50元左右。如果考慮其利用礦渣或粉煤灰可以享受國家稅收減免政策，企業經濟效益將會更高，商品混凝土推廣過程中的價格障礙也能夠得到有效的克服。
    2．“粉磨-攪拌”一體化有利于發展高強、高性能商品混凝土。目前一些發達國家如美國、日本已經能夠普遍的供應C90～C100的商品混凝土，而我國目前的商品混凝土多在C40左右，差距之大，令人扼腕！從表1、表2可以看出，“粉磨-攪拌”一體化及其配套技術，可以大大提高商品混凝土的抗壓強度與耐久性。“粉磨-攪拌”一體化及其配套技術可以成為我國發展高強、高性能商品混凝土的主要技術措施。
    3．“粉磨-攪拌”一體化使外加劑的功能得到了充分的發揮。在粉磨過程中，減水劑可以起到助磨作用，能夠激發礦渣與水泥熟料的活性，在攪拌過程中又起到了減水塑化所用，并且比在攪拌過程中加入其均勻性大大提高。
    4．“粉磨-攪拌”一體化可以大大提高礦渣、粉煤灰及其他廢棄物的利用率。活化填料取代水泥熟料60～80%，使水泥熟料幾乎成為制備混凝土的一種“添加劑”，從而大量節約水泥熟料，降低資源和能源消耗。從節約水泥熟料和利用工業廢渣所帶來的低環境負荷與負環境負荷以及提高工程質量等環境效益、生態效益、社會效益著眼，其綜合效益非常可觀。
    5．“粉磨-攪拌”一體化能夠有效的避免因為在水泥粉磨過程中摻和料（混合材）超摻或濫用添加劑而給混凝土造成的危害。
目前，許多水泥廠生產的水泥都已經摻加大量的摻和料（水泥行業習慣稱為混合材），有些已經高達30～40%，而且并不標明摻量，給設計混凝土配合比帶來很大的困難。同時，一些水泥企業為了提高摻和料（混合材）的摻加量和調整早期強度、凝結時間，使之達到水泥出廠標準，使用了大量水泥添加劑，其中大多數水泥添加劑都含有堿、SO3等有害成分。據《中國建材報》報道，不少水泥企業為了提高早期強度和水泥安定性，在生產水泥時加鹽，最少加1%，有的高達3%，其結果雖然達到以上目的，但會造成建筑質量上的嚴重隱患。有人把鹽與粉煤灰、媒矸石爐渣混合，稱為水泥增強劑銷給一些小水泥企業，還有人成立所謂水泥安定劑廠，將這種“增強劑”稱之為水泥新材料并號稱有專利（《水泥加鹽埋下隱患》，中國建材報2002年3月2日）。水泥生產過程中的這些違規行為大都發生粉磨過程中，“粉磨-攪拌”一體化能夠有效的消除這些隱患。

    五、結束語
    發展商品混凝土是利國利民、造福子孫后代的綠色事業，具有顯著的經濟、社會和生態效益。但是，發展商品混凝土除了政府要給與政策支持，媒體要積極宣傳之外，更重要的還是要從技術經濟的角度加以研究。“粉磨-攪拌”一體化生產模式的提出，是筆者對這一問題長期思考獲得的一個初步思路，期望能夠以此改變我國商品混凝土生產模式，為我國發展商品混凝土貢獻一孔之見。筆者始終認為，商品混凝土要發展成為一個相對獨立的行業，必然要對過去分屬于不同行業的部分工藝過程進行游離與整合，只有如此，才有可能形成新的產業或行業。“粉磨-攪拌”一體化就是要把原來從屬于建筑施工業的混凝土攪拌與從屬于水泥業的粉磨工藝過程游離出來，然后與混凝土外加劑、摻和料等進行整合，在這個“游離-整合”過程中，必然涉及到生產要素的重組和經濟利益的重新分配，遇到這樣那樣的阻力是正常的，但同時也會孕育出許多商機，有識之士會進行大膽實踐。筆者相信，這是一項值得為之奮斗的事業，我真誠的希望相關專業如混凝土、外加劑、粉磨（水泥）領域的專家和領導給與關注與支持，共同參與、促成這一利國利民的事業。（作者郵箱：xizhen@21cn.com）


參考文獻：
馮乃謙 高性能混凝土 中國建筑工業出版社1996年8月第1版
馮乃謙 實用混凝土大全 科學出版社2001年2月第1版
楊柏科 混凝土實用技術手冊 吉林科學技術出版社1998年1月第1版