我國城污水排放量不斷上升環(huán)保意識的增加

1、混凝土排水管芯模振動成型工藝及設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展中國水泥制品節(jié)能技術(shù)中心 常務(wù)副主任中國水泥制品工業(yè)協(xié)會排水管專家組專家褚建中(2009.8)一概述由于經(jīng)濟的發(fā)展、城市規(guī)模的擴大，我國城市污水排放量不斷上升；環(huán)保意識的增加，污水處理廠、城市污水管網(wǎng)和合流污水治理工程的大量新建，中大口徑排水管的需量逐年大幅度增加，原有傳統(tǒng)的鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)工藝在產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等方面均不能完全滿足要求。并且由于人工費用上升，電、煤等能源日趨緊張等諸多原因，鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)成本急劇加大，利潤空間越來越小，市場競爭激烈，并隨之而來偽劣產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)。隨著上述矛盾不斷加劇，近年來，一種先進的鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)工

2、藝-芯模振動制管工藝由于它相對其它傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝具有生產(chǎn)效率、自動化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量好，節(jié)能、環(huán)保，產(chǎn)品對工程適應(yīng)性強等優(yōu)點，越來越受到制管行業(yè)的重視和青睞。特別是國家實行輸水管生產(chǎn)許可證制度后產(chǎn)品質(zhì)量意識的加強，以及通過多年的努力，國產(chǎn)設(shè)備的成熟過關(guān)，大力促進了芯模振動制管工藝的發(fā)展。二排水管生產(chǎn)工藝簡要比較離心制管工藝我國生產(chǎn)排水管較早的工藝，生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低，排水管在堆放過程中易產(chǎn)生內(nèi)壁干縮裂縫，脫模時易粘皮，浮漿影響管體強度和內(nèi)壁光滑，模具合縫處易跑漿漏水。懸輥制管工藝輥壓過程中管子鋼筋骨架易移位變形，超過1.5米管徑的管子易產(chǎn)生內(nèi)壁塌落，外壁沉陷，內(nèi)壁超厚和承口不密實是該工藝最易

3、發(fā)生的問題。濕法振搗的混凝土管，內(nèi)部組織致密性差，毛細孔及細微裂縫較多，吸水率高，抗?jié)B性能差，污水腐蝕的耐久性差，管道開裂，鋼筋侵蝕膨脹，導(dǎo)致管體破壞現(xiàn)象時有發(fā)生。芯模振動是一種機械化、自動化程度較高的新工藝，它具有以下優(yōu)點：地面控制，地下封閉立式成型，相對離心、懸輥工藝地面臥式生產(chǎn)條件，工作環(huán)境得到了改善，工人勞動強度低，有利于安全文明生產(chǎn)；采用干法生產(chǎn)，一般混凝土的工作度為20至60間，芯模高頻整體振動，使混凝土密實度極高，產(chǎn)品質(zhì)量得到保障；成型后可立即脫模去內(nèi)外模，每種口徑只需一套模具，保證了每根管子的內(nèi)徑和外徑尺寸精度一致，且模具投資費用大大減少；一般不需蒸汽養(yǎng)護，利用水泥的水化熱，進

4、行保濕、保溫養(yǎng)護，20多小時后即可吊運至露天堆場，節(jié)約了大量能源；振動的頻率、振幅和激振力可以根據(jù)生產(chǎn)不同口徑大小的管子方便地進行調(diào)整，設(shè)備對產(chǎn)品適應(yīng)性強，一般生產(chǎn)600-3000的排水管只需二套設(shè)備即可完成；能滿足產(chǎn)品大規(guī)格、多樣化生產(chǎn)，能成型特大口徑的管子，可成型異型管道，如檢查井、箱涵、帶底座管以及防腐內(nèi)襯管等；生產(chǎn)效率較高，可確保大工程以及應(yīng)急工程對管材的需求，在保證底托數(shù)量的情況下，每工位一天一般能生產(chǎn)中大口徑排水管100米以上； 常用的幾種排水管制管工藝主要技術(shù)經(jīng)濟指標比較： 序號 工藝型式項目芯模振動工藝離心工藝懸輥工藝1生產(chǎn)效率高低低2勞動強度低高高3自動化程度高中中4產(chǎn)品規(guī)格

5、大中小5產(chǎn)品對工程適應(yīng)性強一般弱6生產(chǎn)占地面積小大大7生產(chǎn)成本低高高8生產(chǎn)線造價一次投入高低低設(shè)備投入低中中生產(chǎn)線投入低高高9廢漿、污水無多少10模具數(shù)量一套多多11養(yǎng)護條件脫模自然養(yǎng)護帶模蒸氣養(yǎng)護帶模蒸氣養(yǎng)護12產(chǎn)品質(zhì)量尺寸精度高中低外壓強度高中低抗摻性能好一般低外觀一般好一般成品率高中低三我國芯模振動制管設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀芯模振動制管設(shè)備相對其他傳統(tǒng)工藝裝備比較復(fù)雜，融合了機、電、液壓和自動控制技術(shù)，它代表了混凝土制管領(lǐng)域裝備的較高水平，自20世紀80年代末期上海率先引進芯模振動制管設(shè)備以來，至2004年杭州、武漢、嘉善、昆山、北京等多家企業(yè)相繼引進了丹麥佩德哈博、意大利科力、德國祖布林、施洛

6、斯非凡、寶姆格特納的芯模振動制管生產(chǎn)設(shè)備，隨后，國內(nèi)企業(yè)對此工藝設(shè)備進行了研制，至今已有近30家企業(yè)采用國內(nèi)自行研制的芯模振動制管設(shè)備。2002年7月，蘇州混凝土水泥制品研究院、科星混凝土水泥制品裝備有限公司立項申請，科技部撥款下達科研項目“立式內(nèi)模振動排水管生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)研究”。2004年8月蘇州科星混凝土水泥制品裝備公司1350-2400長度2.5m立式內(nèi)模振動制管設(shè)備試制完成，在南寧鴻基水泥制品公司的大力配合下，成功地進行了七種規(guī)格的混凝土排水管生產(chǎn)中試，此后不斷進行調(diào)整、改進，2005年上半年正常生產(chǎn)運行，情況良好，隨后又對大小口徑的芯模振動制管設(shè)備進行了研究、試制，從而覆蓋了長度3m

7、及以下，口徑從600-3000的排水管生產(chǎn)能力，并制定廠標，形成了裝備系列。2004年12月，與武漢雙強水泥制品公司合作，形成該產(chǎn)品的第一套的產(chǎn)品銷售。 2006年6月，“立式芯模振動排水管生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)研究”項目通過部級鑒定，確定該項目為：填補了國內(nèi)行業(yè)空白，達到國際先進水平，部分指標超過進口設(shè)備。為規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量，2006年10月，國家有關(guān)部門下達“芯模振動制管設(shè)備”的國家標準項目，由蘇州混凝土水泥制品研究院、科星混凝土水泥制品裝備有限公司負責(zé)制定。2007年6月，由蘇州科星混凝土水泥制品裝備公司制造的1350-2400單工位國產(chǎn)設(shè)備第一次出口致哈薩克斯坦。2007年10月，由蘇州混凝土水泥

8、制品研究院、科星混凝土水泥制品裝備公司完成的“立式內(nèi)模振動制管設(shè)備”項目獲國家部級科技進步二等獎。作為“立式內(nèi)模振動制管設(shè)備開發(fā)項目”的延伸項目，2008年4月 ，科技部下達 “預(yù)制裝備式公用箱涵生產(chǎn)工藝及裝備”科研開發(fā)項目，由蘇州混凝土水泥制品研究院、科星混凝土水泥制品裝備公司負責(zé)完成。2008年6月，由科星混凝土水泥制品裝備有限公司研制的先進國產(chǎn)設(shè)備在唐山永宏水泥制品廠運行成功，該設(shè)備集中了計算機自動控制、生產(chǎn)自動監(jiān)控記錄、安全防護裝置、自動定位布料、自動漲緊連接、碾壓行程壓力選擇自動控制等多項先進功能。至2009年7月，科星混凝土水泥制品裝備有限公司的“芯模振動制管設(shè)備”已與42個單位合

9、作，形成了103個生產(chǎn)工位的銷售，運行情況良好，其中主機系統(tǒng)、芯棒最長運行4年無故障。四芯模振動制管工藝在國內(nèi)水泥制品企業(yè)的應(yīng)用情況芯模振動工藝在我國是一種新興的制管工藝，已采用芯模振動工藝的企業(yè)在全國近千家排水管生產(chǎn)單位中所占比例還很小，約占5左右，而在先進發(fā)達國家占80以上，但由于這些企業(yè)是排水管行業(yè)的骨干力量，無論生產(chǎn)能力、技術(shù)實力、管理經(jīng)驗還是質(zhì)量保證方面都具有明顯的優(yōu)勢，因而其產(chǎn)品在當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)的市政建設(shè)和管道工程中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了非常明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，對芯模振動工藝的推廣和促進排水管行業(yè)的科技進步起到了重要的作用。1通過對部分已采用芯模振動工藝的企業(yè)調(diào)研，主要產(chǎn)品

10、質(zhì)量指標： 武漢雙強水泥制品有限公司，企口式1500×175×2500鋼筋混凝土排水管（級）檢測結(jié)果為：產(chǎn)品達到和超過國家標準，其中裂縫荷載為國標要求的2.25倍，內(nèi)水壓力為國標要求的5倍，破壞荷載為國標值1.6倍時裂縫寬度0.21mm，產(chǎn)品未破壞。鋼承口式1500×175×2500頂進施工法鋼筋混凝土排水管（級）檢測結(jié)果為：產(chǎn)品達到和超過國家標準，其中裂縫荷載為國標要求的1.93倍，內(nèi)水壓力為國標要求的5倍，破壞荷載為國標值1.6倍時裂縫寬度0.28mm，產(chǎn)品未破壞。南寧鴻基水泥制品有限公司，企口式2400×235×2500鋼筋混凝

11、土排水管（ 級）檢測結(jié)果為：產(chǎn)品達到和超過國家標準，其中裂縫荷載為國標要求的2.1倍，內(nèi)水壓力為國標要求的4.5倍，破壞荷載為國標值1.5倍時裂縫寬度0.23mm，產(chǎn)品未破壞。 汕頭浮西建材有限公司，企口式2000×200×2500鋼筋混凝土排水管（ 級）檢測結(jié)果為：產(chǎn)品達到和超過國家標準，其中裂縫荷載為國標要求的1.45倍，內(nèi)水壓力為國標要求的2倍，破壞荷載為國標值1.2倍時裂縫寬度0.2mm，產(chǎn)品未破壞。遼寧北票電力電桿有限公司，企口式1500×175×2000鋼筋混凝土排水管（級）檢測結(jié)果為：齡期僅天，產(chǎn)品達到和超過國家標準，其中裂縫荷載為國標要求

12、的1.54倍，破壞荷載為國標值1.33倍時裂縫寬度0.24mm，產(chǎn)品未破壞。2與其它工藝相比，生產(chǎn)成本調(diào)研：（以級排水管生產(chǎn)為例，芯模振動與懸輥工藝比較，以每立方米混凝土為單位）工藝項目懸輥工藝芯模振動工藝差值折合成人民幣（元）1水泥用量4003703010.5元2蒸氣耗煤冬季100505030元其它季節(jié)-60元3人工2.6工時0.6工時2工時254用電量18.8度5.2度13.6度11.6元5其它（相同費用不作比較）6總計：每立方米混凝土相差77.1元（冬季）107.1元注：a.懸輥工藝每班16人用50m3混凝土，芯模振動每班11人用150m3混凝土，每班8小時，每人每天人工費用以100元計

13、。b. 以2000 L2500管道為例，3.6 m3混凝土用量，懸輥工藝功率90kw，每根管主機運轉(zhuǎn)45分鐘，芯模振動工藝功率70kw, 每根管主機運轉(zhuǎn)15分鐘，每度電費以0.85元計。c.蒸氣耗煤以每噸600元計，水泥以每噸350元計。根據(jù)上述生產(chǎn)成本調(diào)研結(jié)果，一個中型排水管生產(chǎn)企業(yè)，排水管生產(chǎn)用混凝土在6萬m3以上，全年可節(jié)約生產(chǎn)成本500萬元以上。3.采用芯模振動工藝的企業(yè)產(chǎn)品規(guī)格種類調(diào)研：國內(nèi)的一些水泥制品企業(yè)對芯模振動工藝及設(shè)備的應(yīng)用進行了廣泛的研究，成功地生產(chǎn)了異形管道和大口徑排水管。南寧鴻基水泥制品公司等單位采用了管材的預(yù)埋吊錨，極大地方便了管子的吊運和施工中的安裝對接。廈門千秋

14、管業(yè)采用自行研制的芯模振動裝備率先生產(chǎn)了帶底座的鋼筋混凝土排水管，這種管材開槽施工時可不澆注混凝土基礎(chǔ)，能夠適應(yīng)管線施工速度快的要求。北京京龍管道公司采用芯模振動工藝成功批量生產(chǎn)了3米大口徑排水管。武漢雙強水泥制品公司、汕頭浮西建材有限公司用芯模振動制管設(shè)備成功地生產(chǎn)了內(nèi)襯軟PVC材料的防腐排水管。由于PVC具有極強的耐腐蝕性能，因此該種管材可用來輸送含有腐蝕性介質(zhì)的污水，經(jīng)后的應(yīng)用面很廣。五存在的一些問題相對其它帶模養(yǎng)護成型工藝，芯模振動成型的排水管管體表面光潔度較差，雖然不影響排水管的任何質(zhì)量，但由于施工等有關(guān)單位的習(xí)慣理解，此問題確實成為了推廣芯模振動制管工藝應(yīng)用的一個最大問題。即將發(fā)布

15、的混凝土排水管國家行業(yè)修訂標準對該問題作出了明確的定義，隨著混凝土排水管修訂標準的頒布，將會逐步解決對芯模振動成型工藝特點的理解問題。由于我國的水泥制品產(chǎn)品長期處于微利狀態(tài)，多數(shù)排水管生產(chǎn)廠家設(shè)備陳舊、資金緊張，由于企業(yè)資金不足，一次性投入有困難，從而影響開發(fā)推廣力度。六芯模振動制管工藝發(fā)展前景我國對于芯模振動工藝應(yīng)用還處于起步階段，由于工藝優(yōu)勢明顯，整體裝備投入以及生產(chǎn)成本的節(jié)約給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益，預(yù)計近幾年會有持續(xù)迅速的發(fā)展。參照先進發(fā)達國家的芯模振動工藝的發(fā)展過程，結(jié)合行業(yè)的發(fā)展趨勢，應(yīng)對該工藝及裝備進一步研究：中小口徑多根管同時生產(chǎn)的自動化芯模振動制管設(shè)備會受到很大歡迎。除主機以外的配套設(shè)備，如混凝土攪拌系統(tǒng)、專用的起吊裝運設(shè)備、性能優(yōu)良的雙層鋼筋骨架焊機、各類異型模具等應(yīng)進一步開發(fā)完善。爭對芯模振動成型工藝特