[原創]臺灣預拌混凝土行業的借鑒與參考
據財團法人臺灣營建研究院提供的數據顯示,截止目前,臺灣預拌混凝土廠數量總計達到400家左右。其中臺泥、亞泥、國產分別擁有22家、15家和23家企業,占臺灣預拌混凝土廠總量的近15%,三家企業年產預拌混凝土約1500萬噸,占臺灣市場總量30%左右。
從1960年第一家預拌混凝土廠成立至今,經過半個多世紀的發展,臺灣預拌混凝土行業不能說已經解決了發展過程中遇到的所有問題。應收賬款、產能過剩、從業人員素質偏低依然對當前行業發展產生了不小的制約作用,但是產業發展已經相對成熟。
作為一種普遍使用的建筑材料,混凝土行業發展具有廣泛的共通性,臺灣混凝土行業在品質管理、高性能混凝土以及綠色混凝土等方面的發展成果和經驗對于轉型升級過程中的內地混凝土企業而言,借鑒意義依然重大。
品質是建筑的靈魂
1999年9月21日,臺灣發生震驚世界的7.3級地震,這是20世紀末臺灣最大的地震,共造成2400多人死亡,逾萬人受傷,近11萬戶房屋全倒或半倒。
事后調查發現,施工與監工不實、對混凝土重要性認知不足、低價競爭等因素是導致建筑物受損嚴重主因。此次地震,讓臺灣民眾了解地震的威力,并開始深思的重要性,開始檢討建筑物抗震性能。
與此同時,近年來建筑工程規模大、自然環境嚴酷、技術性高、工期縮短、技術人力不足、勞工權益抬高、生命周期成本等因素也對混凝土質量提出前所未有的挑戰。有鑒于此,建立系統的品質管理制度,保證混凝土工程施工質量成為多年來臺灣預拌混凝土行業發展的重點之一。
為此,臺灣混凝土學會理事廖肇昌指出:“品質管理制度是一套完整的體系,需要從理念、組織構架、保證系統、品質稽查、法律規范等諸多方面入手全面構建。”
首先,進料檢驗與管制工作是品質確保之首,必須有系統,有步驟的建立檢驗和管理作業并依照規范和標準執行才能保證品質。
其次,規范標準是品質保證的基礎,而在實際施工過程中需要從五個方面重點實施。1、施工者依照采購、進料檢驗與施工配合;2、設計者將品質水準清楚標示于規范、標準;3、業主依照規范、標準驗收;4、供應商依照制造需要管理生產材料和設備;5、品質確認與執行依照詳細、明確、合理規范與標準;
再次,統計品管要遵循前瞻性、追蹤、重點改善和防患的趨勢,并實現材料自工廠生產至施工完成整個過程的有效檢驗與管制。
最后,品質管理應從自身做起,養成習慣,一次做對、做好、做快,并落實個人品質管理責任,樹立營建風氣。
而法律規范方面,廖肇昌認為:“一方面,建筑法、建筑技術規則、國家標準需要根據現場施工需要科學制定;另一方面,施工圖內容、施工品質查驗、采購法令必須得到有效執行,真正落實到實際工程施工過程中,并發揮作用。”
事實上,由于臺灣地區地震高發,工程質量問題歷來是各方最為關注的問題,而受此影響,相關制度建立也相對完善,并對建筑物質量提升發揮了重要作用。
高性能混凝土是現代建筑施工的需要更是節能減排的需要
有統計數據顯示,當前我國建筑平均壽命僅35年,遠低于發達國家平均水平。以英國為例,建筑平均壽命達到了132年,而美國建筑壽命也達到74年。相比之下,國內建筑物壽命差距明顯,而由此帶來的問題是重復建設、資源浪費,嚴重制約行業健康發展。
導致當前國內建筑物壽命偏低的原因有很多,其中傳統混凝土性能不能適應現代建筑施工要求是主要原因之一,為此如何有效提升混凝土性能,成為提升建筑物使用壽命的關鍵。
高性能混凝土是一種新型高技術混凝土,在普通混凝土性能的基礎上采用現代制作技術大幅提升了混凝土性能。
據了解,由于高性能混凝土采用低水膠比,選用優質原材料,摻和足夠數量的礦物摻合料和高效外加劑,在耐久性、工作性、實用性、強度、體積穩定性和經濟性方面都具有傳統混凝土無法比擬的優勢,因而為解決現代工程施工中存在的混凝土應用難題提供了有效途徑。
臺灣高性能混凝土發展最早始于上世紀80年代,經過30多年的發展,目前在高強度混凝土、自充實混凝土、活性混凝土等方面已經取得了較大發展,并在眾多工程中得到實際應用。
以高強度混凝土為例,1988年臺灣“國科會”將高強度混凝土研究列為重點計劃,標志著臺灣高性能混凝土研究和應用工作進入實質性階段。
根據1983年ACI363-83的定義,抗壓強度大于420kgf/cm2的混凝土可以稱之為高強度混凝土,而近年來,隨著混凝土科技技術的進步,目前高強度混凝土多數已經達到1000kgf/cm2以上。
高強度混凝土的應用為建設大型高層建筑提供了可能,并在減少斷面尺寸,增加建筑物使用空間方面起到重要作用。
[Page]臺北雙子星大樓位于臺北市臺北車站特定專用區域內,是近期臺灣高強度混凝土應用的典型案例。該大樓由一棟76層與另一棟56層建筑構成,最高達到320.7公尺,為解決建筑物結構穩定性問題,高強度混凝土將發揮關鍵作用。
臺灣營建研究院院長詹穎雯
根據臺灣那營建研究院院長詹穎雯提供的數據顯示,臺北雙子大樓鋼柱內灌漿混凝土強度達到12000psi開創了臺灣先河,不僅如此,該大樓基礎、側墻及其它結構物強度也分別達到6000psi、6000psi和4000psi,大大提高了墻體強度和耐久性。
目前,臺灣高性能混凝土已經走向成熟,大陸也正處于高速發展時期,各種新技術不斷推出,為高性能混凝土的日益完善提供了幫助,但是作為一種極為復雜的建筑材料,無論是臺灣還是大陸,對高性能混凝土的認識還有很長的路要走。
一方面,耐久性是高性能混凝土的主要指標,但絕非唯一。基于不同用途要求,通過科學配比,針對具體應用和環境,對耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩定性和經濟性做出平衡是高性能混凝土科學應用的前提。
另一方面,現代建筑施工追求高速度,高性能混凝土制備技術應該克服過度追求高早強,保證混凝土體積穩定性,而在礦物摻合料應用方面也需要根據實際需求合理搭配。
“綠色、環保”——行業發展的必然
近年來,隨著社會經濟的快速發展,環保成為時下熱點,在這樣的行業趨勢影響下,臺灣混凝土行業的綠色發展逐步走向深化。
詹穎雯將綠色混凝土簡單概括為:“更低的用水量、更高的強度、更好地施工性、更少的水泥量、更多的廢棄物利用和更具耐久性,綠色混凝土,混凝土材料及構造物,除符合使用功能外,本身亦應具有綠色特征(綠色混凝土構造物、混凝土預制化、構造物快速施工及自動化)。”
可以看出,綠色混凝土是現代建筑工程的新要求,也是行業發展走向成熟的必經之路。而在環保成為時代發展主題的背景下,混凝土應該做出更多的變革,通過自身的完善和升級,為人類創造美好生活空間。
詹穎雯認為,與環境和諧共融將是混凝土行業未來發展的新趨勢。在實現混凝土綠色發展的同時,使混凝土施工對環境更加友善。首先,改變建筑物結構性設計,提升使用性能和耐久性;其次,使用各種營建及維護策略,保證建筑使用壽命;最后,依構造物生命周期,基于各階段中使用策略,達到降低對環境危害的目的。
對于混凝土構造物而言,整個生命周期應該遵循設計-施工-維護-修繕-構件替換-拆除的循環過程,實現資源的綜合利用,降低建筑污染甚至實現零排放,這應該作為混凝土行業綠色發展的基本目標。
對于如何實現混凝土的綠色發展,詹穎雯提出了自己的看法。首先,綠色發展觀念必須深入到混凝土工程整個生命周期,并以可持續發展作為工程施工過程中的指導思想;其次,混凝土配比技術實現最佳化,將人類歷史上最為復雜的建筑材料使用注入科學的力量,滿足各種工程建設對混凝土材料的特殊需求,將混凝土材料運用到極致;再次,混凝土工程施工對環境友好化,從源頭開始注重對生態環境的保護,避免環境污染;最后,建立及推動綠色混凝土及綠色混凝土構造物標準,為行業綠色發展提供制度保障。
而作為混凝土行業綠色發展的重要組成部分,再生混凝土的使用顯得尤為重要。
真正的再生混凝土應該是將混凝土廢棄物加以妥善回收處理,制成再生粒料,作為混凝土的一部分,但是作為一種再生材料,其本身就存在諸多不可控因素,對再生混凝土使用形成制約。
[Page]尤其需要指出的是,由于混凝土建筑物建設企業和使用材料不同,強度差別較大,造成再生粒料質量不盡相同,因此強度及品質穩定性變得難以掌控,受此影響再生混凝土強度普遍較低。
在臺灣,再生混凝土規格受到嚴格控制,這也成為合理使用再生混凝土的前提。
根據介紹,臺灣再生混凝土在抗壓強度方面,結構用混凝土強度應≥210kgf/cm2,≤245kgf/cm2;次要結構物混凝土強度<210kgf/cm2。高等級再生粗粒料占總粗粒料之比,結構物≤20%,次要結構物≤100%;基本級再生粗粒料占總粗粒料之比,結構物≤0%,次要結構物≤50%;
而在再生粒料規格方面也從吸水率、比重(OD)、磚瓦及陶瓷塊含量、不純物含量等方面同樣有嚴格的標準限制。
可以看出,再生混凝土的使用雖然對于混凝土行業綠色發展具有重要意義,但絕非簡單的破碎混合,盲目應用造成的危害往往會適得其反,因此通過科學的標準制定,優化配比,合理使用再生混凝土是未來行業發展必須重視的問題。
再生混凝土使用中存在的規范問題只是混凝土行業綠色發展進程中的一個典型,從古代埃及最早使用混凝土材料到現在,人類文明對混凝土的使用已經經歷了數千年的歷史,但目前仍然不能說完全掌握了這種材料的性能。“綠色”是當前行業發展的新課題,需要做的工作還有很多,臺灣的做法正好提供了一個參考。
混凝土應該是有生命的,遵循自己的“生老病死”,偶爾也會生生“小病”。因此,無論是品質管理、高性能混凝土還是綠色混凝土,都應該認識到整個生命周期內混凝土性能的變化規律,以此為前提,行業發展走向健康穩定就不會遙遠。
注: Kgf/cm2、Kgf/cm3為臺灣慣用單位,換算成Mpa可按下式
1Mpa=10Kgf/cm2
1kgf/cm3=0.098Mpa
1psi=6.895KPa=0.0689476bar =0.006895Mpa
編輯:曾家明
監督:0571-85871513
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