朱效荣  1970出生,教授、研究员级高级工程师,北京城建集团高级顾问,冀东发展集团首席科学家。
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访中国混凝土与水泥制品协会名誉会长张树凯先生
 

                          

 

张树凯:教授级高级工程师,1936年出生,辽宁人。1961年毕业于同济大学,曾任国家建筑材料工业局生产协调司司长,中国水泥制品工业协会理事长,现任中国混凝土与水泥制品协会名誉会长,中国硅酸盐学会混凝土水泥制品分会荣誉副理事长,全国水泥制品标准化技术委员会顾问。

 

 

未来十年是水泥制品行业发展的最好时期

 

——访中国混凝土与水泥制品协会名誉会长张树凯先生

 

张树凯先生是是我国建材行业工作、研究和实践了数十年的水泥与混凝土制品专家,作为一名科技工作者和行业管理者,他见证了我国水泥与混凝土制品行业的发展历程,为我国水泥与混凝土制品行业作出了突出的贡献。年末岁初,张树凯先生接受了《混凝土技术》杂志的专访。

 

《混凝土技术》:张会长,谢谢您百忙中接受我们的采访。您在几十年的科研和管理工作中,取得了丰厚的科研成果,推动了我国水泥制品行业的发展,请给我们的读者介绍一下您的学习、工作经历,以及科研、行业管理等情况好吗?

张树凯:我这一生与水泥混凝土制品行业结下了不解之缘。在大学时学习水泥制品专业,毕业后在建材研究院从事10年水泥制品研究工作,在此后的30多年都从事与水泥制品有关的技术管理和行业管理工作,我热爱这个行业,也关心其发展,为促进其发展而努力工作。

我所学专业为混凝土预制及建筑制品工艺专业,1961年从同济大学建筑材料及制品系毕业后分配到建材工业部建材研究院,从1961年至1970年一直在建材研究院工作,之后调至国家建材局从事生产技术管理和行业管理工作。在建材研究院的10年里,我主要从事两个项目的研究:振动抽心预应力混凝土电杆项目和一阶段预应力混凝土管项目研究,都获得成功,并荣获1978年全国科学大会奖,尤其是一阶段预应力混凝土管项目,为我国制管行业填补了空白,我是主要承担者和创始人之一。这个项目的研制成功,对推动我国预应力混凝土管的发展起到重要作用,现已成为我国生产预应力混凝土管的主要工艺方法,目前全国有近40个企业采用此工艺方法组织生产。在此之后30多年,我一直从事建材生产技术管理和行业管理工作。期间我还组织并参与制、修、审定水泥制品国家标准和行业标准及行业工艺技术规程;组织技术攻关、推广新技术、引进制管设备示范线、组织水泥制品专用设备和水泥压力管接头密封橡胶圈定点生产以及技术培训工作,为我国水泥制品工业发展,提高其生产、技术、管理水平做了大量卓有成效的工作。期间我还组织并参编《中国水泥制品工业技术进步指南》。我撰写的有关水泥制品方面学术论文约30篇,其中3篇被编入水泥混凝土国际学术论文化集和管道工程结构学术国际研讨会论文集,并在会上宣读;还有撰写的《水泥制品2001年经济形势分析和2002年展望》一文被国家级大型理论文献《中国科技发展精典文库》收录,由中国言实出版社出版,面向全国发行;2007年撰写的《预应力钢筒混凝土管(PCCP)发展回顾与前景展望》一文被评为第六届中国硅酸盐学会优秀论文。此外,我曾到澳大利亚、瑞典、丹麦、日本、德国、意大利、奥地利等国进行水泥制品和混凝土外加剂方面的考察,对国外水泥制品现状、发展水平和趋势有所了解。

《混凝土技术》我国水泥制品工业已发展了60年,取得了辉煌的成就,请你简单地谈谈其发展历程好吗?

    张树凯:水泥制品是以水泥为基材经过深加工制成的工业产品。由于它具有优良的物理、力学性能,耗能少,能按设计要求制成所要求的形状,耐腐蚀,使用寿命长,维修费用少,节省金属和木材等独特优点,在我国城乡、工矿企业、农田水利以及能源、交通、通讯等工程建设中得到极为广泛的使用。

水泥制品行业几十年发展,从无到有,从小到大逐步发展起来,大体经历了钢筋混凝土制品研发、预应力混凝土制品研发、推广应用和大发展四个阶段时期。2007年我国规模以上水泥制品行业企业数为2421个,占全国建材行业企业20868个的11.61% ;全部职工为29.26万人,水泥制品行业工业增加值、主营业务收入、利润总额在建材行业中排名第二位。另外,随着水泥制品行业的发展,一批专业科研、设计院(所) 及专用设备制造厂的不断发展壮大,已形成具有中国特色的水泥制品工业体系。

    《混凝土技术》目前我国水泥制品工业的行业现状如何,近年来,我国依靠技术进步和创新,开发出了技术含量较高的水泥制品新品种,其应用情况怎么样?

    张树凯我国已成为当今世界生产使用水泥制品最多的国家,每年生产的水泥制品(含纤维水泥制品)不仅能满足国民经济快速发展的需要,而且还销往国外及港澳台地区。

  目前,我国每年生产钢筋混凝土排水管约3000040000多公里(约450600万吨)、自应力混凝土管约1000公里,预应力混凝土管约25003000公里(其中PCCP1500公里)、混凝土电杆约600800万根、预应力混凝土管桩约 2000025000万米、预应力混凝土轨枕约1000万根、纤维水泥瓦约16000万张、硅钙板约16000万平方米。此外,还大量生产工业与民用建筑用的各种钢筋混凝土构件和预应力混凝土构件等。

近些年,随着市场的扩大和行业发展的需要,全行业依靠技术进步和创新开发了一大批技术含量较高的水泥制品新品种,并得到迅速发展。如预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩)、预应力钢筒混凝土管(简称PCCP)、钢筋混凝土管片、新型纤维水泥制品等。

先谈谈预应力高强混凝土管桩。我国上世纪60年代研制、生产了预应力混凝土管桩(PC 桩),70 年代研制后张法预应力离心振动辊压混凝土管桩(雷蒙特桩)。80年代后期,开始生产预应力高强混凝土管桩(PHC 桩),1987年交通部上海三航局从日本引进全套预应力高强混凝土管桩生产设备,生产4001000mmPHC 桩。与此同时,苏州混凝土水泥制品研究院和广东省桥丰水泥制品有限公司番禺水泥制品厂合作,开发研制利用国产装备生产PHC管桩,获得成功,并于1992年通过部级鉴定,随后该成果被建设部(93178号文确定为国家重点推广技术成果。这些年我国对基础桩需求量越来越大,使预应力高强混凝土管桩在地基较软的珠江三角洲、长江三角洲、江浙地区得到迅速发展。现在,全国生产预应力高强混凝土管桩的企业约500家,2007年产量约2.5亿根,2008年和2009年产量均约为2亿根。其中上海柘中建设股分有限公司生产的预应力高强混凝土管桩,最大直径达到1400mm,单根长度达到39;广东江门裕大管桩有限公司生产的直径1000mm,长50mPHC桩,均创国内领先纪录。

我国开发研制、生产预应力钢筒混凝土管(PCCP)起步较晚,20 世纪80年代才开始研制, 山东电力管道工程公司于1989年从美国阿麦隆公司(Ameren)引进PCCP制管工艺技术和关键设备(钢筒螺旋焊机、制作承插口钢卷设备、管模、振动器等)和国内配套设备(缠丝机和辊射机等)建立生产线,使用专用的制管设备组织生产,才拉开了我国生产PCCP的序幕。上世纪90年代至今得到快速发展。1992年深圳太阳管道有限公司从美国普莱斯兄弟公司(Price Brothers)引进全套PCCP制管工艺技术和设备;1995年江苏省无锡华毅管道有限公司也从美国阿美隆公司(Ameren)公司引进PCCP 制管工艺技术和关键设备组建生产线。国家电力公司杭州和达混凝土机械工程有限公司与山东电力管道工程公司,无锡华毅管道有限公司密切合作,开发研制了生产PCCP专用的立式缠丝机和辊射机等设备,并在钢筒螺旋焊机方面的研发与生产上也取得成功,从而结束了我国不能制造PCCP设备的历史,为我国PCCP行业发展作出了应有的贡献。尽管我国生产使用PCCP的历史仅有20多年,但由于国民经济快速发展和城市化进程的加快,对管材需求量日益增多,以及PCCP适于铺设高工压、大口径管道的优点,深受生产企业、设计部门和使用部门的青睐,呈快速发展的势头。现在全国已有近60个企业建成了PCCP生产线,2009年底累计生产口径DN6004000PCCP 8000Km。

     钢筋混凝土管片是地铁隧道、高速公路隧道、地下供排水隧道盾构法隧道施工必须配套使用的产品。上海浦东混凝土制品有限公司的前身,上海水泥成品厂是我国最早生产管片的厂家黄浦江第一条越江隧道用管片和上海延安路越江隧道用管片均为该厂生产。

  近年来,北京、上海、广州、深圳等大城市都在大力修建地铁轨道交通,因此需要大量高强度、高抗渗性、高精度的钢筋混凝土管片,涌现出一大批经济实力雄厚管片生产企业,如北京榆树庄构件厂、上海隧道混凝土构件股份公司、广州市政工程水泥制品有限公司、深圳港创建材股份有限公司等。值得指出,上海隧道混凝土构件股份公司也是国内首家与日本企业合作,制造出双园地铁管片,并在上海6号线、8号线上成功应用。此外,还一举中标世界瞩目的上海长江隧道工程管片标(C- 7 标),总长15Km,外径15m,每环用混凝土58立方米。

纤维水泥制品行业依靠技术进步和创新,在开展代用纤维研究,开发技术含量较高的纤维水泥材料及制品方面,取得了较大进展。如中国建材研究总院水泥科学新型建材研究所研制成功的抗碱玻璃纤维、低碱度水泥及制品,即GRC制品,在上世纪80年代到90年代得到迅速发展,我国在GRC材料耐久性研究方面处于国际领先水平,GRC制品已在建筑工程、农牧渔业工程、环境艺术工程中广泛使用。与此同时,硅钙板的生产使用也取得了较快发展,目前全国有50条生产线,年生产能力约2亿平方米,2007年产量约16000万平方米。2008年产量达18000万平方米,2009年产量达2100万平方米。

《混凝土技术》与金属管材、PE管材相比,混凝土管材具有的特点,优点与缺点是什么?

张树凯目前城乡建设用于铺设管道的管材有两类:金属管材和非金属管材。与金属管材相比,混凝土管材具有很明显的特点。

一是节省金属、能耗低。生产混凝土压力管所耗用钢材仅是相同直径金属管材的1/5左右,能耗仅是铸铁管的1/4。

二是输水能力强,水质不变?;炷裂沽茉谑渌讨泄鼙诓唤峁?,输水能力和水质不变;而金属管材内壁如不处理,使用2030年后,由于管壁结垢,输水阻力增加30%~50%,不仅输水能力大大降低,而且耗电量增加,水质也变差。

三是维修费用少,使用年限长。钢管使用10年左右就要维修,寿命约20年,铸铁管使用30年就要更换。如金属管材铺设在盐碱地带或具有腐蚀作用的土壤中,56年就要更换;混凝土压力管材比金属管材抗腐蚀性好,一般不作防腐处理,能使用50年以上。美国在采用预应力钢筒混凝土管时,设计使用寿命50年以上,美国给水协会耐腐蚀委员会研究认为,可以用100年。

四是安装方便,施工效率高,劳动强度低。

五是抗震性能好。由于混凝土压力管是采用承插式柔性接口,每个接头都允许有一定的位移和转角,所以使用此种管材安装管道具有良好的抗地震和抗地基沉陷的性能。这在1975年营口地区7.3级地震和唐山地震得到进一步证实。

在国外工业化国家,混凝土管材的使用一直十分普遍,经国内外几十年生产使用实践证明,在铺设管道时选用混凝土压力管材是经济合理的。

《混凝土技术》据了解,我国混凝土压力管材生产使用居全球第一。南水北调工程等国家大型工程项目均使用了混凝土压力管,请您介绍一下国内混凝土压力管生产使用的情况。

张树凯由于混凝土压力管具有上述优点,我国一直很重视其发展。目前我国生产的混凝土压力管材有自应力混凝土管和预应力混凝土管。自应力混凝土管DN100~DN800,使用最多的是DN500以下的小直径管。

预应力混凝土管材有三种:一阶段预应力混凝土管、三阶段预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管。我国每年生产自应力混凝土管约1000 km(最高年产量6500km),预应力混凝土管2500~3000km。我国已累计生产自应力混凝土管10万多公里,预应力混凝土管5万多公里,其中预应力钢筒混凝土管约8000公里。这些管材不仅在城镇管建设、工矿企业建设的输水管道中使用,而且在农田水利建设中也被大量用于引水上山、倒虹吸管道、喷港灌管道、小水电小轮机引水管道等。

随着PCCP的推广使用,PCCP在一些国家重点工程、特大型工程中备受青睐,如举世瞩目的南水北调中线京石段管道总供水工程,北京段全长约80km,惠南庄~大宁段管道输水总长56.359km,采用DN4000PCCP双排铺设(共需PCCP112 km),工作压力0.8MPa,覆土深度为3~10.5m。这些管材由北京韩建河山管业有限公司、山东电力管道有限公司、新疆国统管道股份有限公司中标制造,所使用的设备都是国产的,该工程于2000年建成投入使用,现已从河北省调水至北京。这条管线的成功铺设,标志着我国预应力钢筒混凝土管的生产技术水平、铺设安装水平、装备水平已达到世界先进水平。

《混凝土技术》2009年,辽宁省住房和城乡建设厅下发了文件《关于在我省市政工程建设中大力推广使用埋地钢塑复合螺旋缠绕排水管材的通知》,要求“市政工程建设的设计、施工、监理、工程质量监督等有关单位和部门,要加强市政排水工程建设的节能监管,大力推广使用节能环保新型排水管材,禁止使用钢筋混凝土管材”等,部分企业和专家对此持批评态度,从技术层面讲,这样的“禁止”是否合理?会对混凝土制品行业和企业造成什么样的后果?

张树凯:在新建、改造或扩建的市政工程建设中,要大力推广使用新型埋地钢塑复合缠绕排水管材,无可非议。但禁止使用钢筋混凝土管材,我认为是错误的。

前面我们已经谈过,从国内外几十年的生产、使用实践经验证明,选用钢筋混凝土管材铺设排水管道是最经济合理的。现在已实现工业化的发达国家,如澳大利亚、日本、德国、法国、意大利、美国、丹麦、荷兰等国仍在大量生产和使用钢筋混凝土管铺设排水管道。我国是发展中国家,地区之间、城乡之间、大中城市及乡镇的差别很大,更没有必要提出限制和淘汰水泥管。限制和淘汰水泥管,不仅对水泥制品行业(尤其是对生产钢筋混凝土排水管企业)发展不利,而且也会给国家造成大量资金和资源的浪费。

  我认为应该根据输送介质情况,根据市场需求合理地选用管材,而不是一刀切硬性规定使用什么管材,这种作法是欠妥的。

《混凝土技术》技术进步是行业发展的根本,我国在水泥混凝土制品方面技术引进和自主开发研制工作进展如何? 

     张树凯:改革开放以来,我国在引进国外生产水泥制品先进工艺技术和设备的同时,国内也加大了消化吸收、自主开发研制的步伐,经过全行业的努力也取得了较大的进展。通过技术引进、消化吸收和生产实践,我国已完全掌握了悬辊法制管工艺技术和设备、芯模振动液压成型制管工艺技术和设备、预应力高强混凝土管桩的工艺技术和设备、预应力钢筒混凝土管的工艺技术和设备、彩色水泥瓦工艺技术和设备、用万吨液压机成型大规格纤维水泥板(2980mm×1200mm×4mm- 40mm)的工艺技术和装备等。

我国目前依靠技术进步和创新,使生产水泥制品工艺方法实现了多样化,生产装备水平显着提高。 生产水泥制品(纤维水泥制品) 所用的专用设备都能立足于国内制造,不仅满足国内的需要,而且还销往国外。

   现在我国水泥与混凝土制品的技术水平与国外工业化国家相比还有一定的差距,但相信在不久的将来会达到相同的水平。

《混凝土技术》国家有关部门和相关机构及时制定修订混凝土压力管产品标准和方法标准,是推进我国混弹凝土压力管良性、快速发展的一个重要层面,行业的产品标准和方法技术标准都有哪些,目前随着科技的进步和产品的多样化,我们还需要从哪些方面着手准备更新和制订一些标准呢?。

张树凯:为适应水泥制品行业的发展需要,我们在有关科研、设计、生产、使用、施工、设备制造、质量监督部门密切合作和大力支持下,及时制修订有关水泥制品、纤维水泥制品方面的基础标准、产品标准、方法标准和专用设备标准。

  在我担任全国水泥制品标准化技术委员会第一届、第二届主任委员期间,由水泥制品标委会管理的相关标准共有144项,其中国家标准56项(强制性标准13项,推荐性标准43项),行业标准88项,其中基础类标准3项、方法类标准41项、产品标准94项、能源标准1项、其它类标准5项。

  这些标准为准确测定产品性能,严格控制产品质量,保证使用安全和工程建设质量提供了科学依据。同时通过标准的制订来促进行业的技术进步,加快了新产品、新技术的推广,基本满足行业生产发展和工程建设对标准的需求。

《混凝土技术》水泥制品行业发展取得了很大的进步,但行业发展仍存在不少问题,认为这些问题是什么?如何解决?

张树凯我们也应清楚地看到,在应用技术开发、生产技术和装备水平、产品质量、劳动生产率、企业管理水平等方面,我国水泥与混凝土制品行业与国外工业化国家相比,还存在一定差距。具体体现在企业结构、企业管理水平、产品质量、市场环节和和科技创新方面。

相当多企业的产品、品种单一,规格少,不配套,产品结构不合理,生产混凝土压力管的企业普遍都没有生产配套管件(PCCP管厂除外)。此外,重复建设极为严重,盲目建厂现象较为普遍,导致市场无序竞争激烈,竞相压价销售普遍存在,部分生产企业为了争夺市场,不是在加强管理、降低成本、提高质量、创名牌产品上下功夫,而是采用竞相压价甚至低于成本价销售等方式竞争,导致无序竞争更加激烈,使企业、行业经济效益受到很大影响。

产品质量不稳定是当前水泥制品行业中存在的主要问题之一,生产企业忽视产品质量,尤其忽视外观质量的现象普遍存在。如由于设计问题(管线不设排气孔、不安装水锤的安装装置)、施工铺设和使用不当(安装不到位、柔性接口变成刚性接口、超设计工压运行等)及管材本身质量问题,我国部分地区发生多次管线事故。这不仅给国家、企业造成数千万元直接经济损失,而且也给正常生产和人民生活带来困难,对社会造成不良影响,也给行业的声誉带来影响。

  其他问题还有检测手段不完备、工艺不完善、设备不配套方面;生产装备机械化、自动化程度低,劳动强度大,生产效率低方面;以及企业职工技术水平和管理水平不高等方面的问题。

上述这些问题,既是当前行业存在的主要问题,也是今后一个时期行业应重点解决的问题。行业的发展有一个循序渐进的过程,近年来,我国水泥制品业涌现出了一大批有着丰富的科技人才储备、生产和研发一体的科技型龙头企业,这些企业在带动我国水泥与混凝土制品行业科技进步的同时,也起到了行业示范的作用。我们协会在年会上也提出了行业发展的五大战略:一是大企业战略:提升行业地位要靠大企业、自主创新和技术进步要靠大企业、人才资源建设要靠大企业;二是双领域战略:立足材料制造进入工程建设领域、建立从原材料到工厂制造到工程建设的产业链服务体系;三是资源战略:建立各种信息资源库为企业提供发展所需信息,引导企业开发新产品,淘汰落后,在科技与教育二个平台上整合科技创新资源,服务于行业技术进步;四是品牌战略:树立协会品牌和服务品牌,发展有特色有优势的服务;五是提升产业战略:重塑行业在国民经济中的地位、加强行业统计分析、建立高性能材料产业形象、发展创意型产业、发展工业设计创新材料和技术提高行业竞争力。

《混凝土技术》请您谈谈我国水泥制品业的前景。

张树凯随着我国经济快速协调健康发展和社会全面进步,水泥制品工业发展带来千载难逢的机遇。这体现在以下几个方面:

一是GDP年均10%的增长率必然拉动和带动水泥制品行业大发展。

二是城市化进程的加快和社会主义新农村建设,将促进建筑业的高度繁荣与发展,也将带动水泥制品工业的发展。

三是我国现有大中小城市近2/3的城市存在着不同程度的缺水问题,农村饮水不安全人口仍有2亿多人,受水量及水质不安全影响的城镇人口有近1亿人。为尽快解决这一问题,“十一五”及以后期间,将兴建一批大型重点输水工程,需要铺设输水管道,因而需要大量管材,为混凝土压力管行业发展提供了新的机遇。

四是国家加强环境治理,加大环保力度,将进一步加快城镇基础设施建设,修建污水处理厂,需要截流污水,通过管道将污水输送到污水处理厂,因而需要大量混凝土排水管。为水泥制品工业发展,尤其是混凝土排水管行业发展,创造了有利条件。

五是大规模的公路建设,需要大量钢筋混凝土管涵、箱涵、桥梁构件、护坡混凝土制品将进一步促进水泥制品工业发展。

六是我国未来15年内需要投资2万亿元兴建铁路,大规模的铁路建设,需要大量的预应力混凝土轨枕和桥梁及预应力混凝土接触网支柱等,铁路建设、轨道交通建设为预应力混凝土轨枕和桥梁行业发展提供了机遇。

七是随着西电东送等规划的实施和电力工业的迅速发展,需要架设输电、通讯等工程线路,需要大量混凝土电杆为混凝土电杆行业发展提供了新的机遇。

不难看出,未来10-15年期间,我国建设和发展的任务相当繁重,需要大量的建筑材料、混凝土制品和水泥制品,这为建筑材料工业发展、为混凝土与水泥制品行业发展提供了千载难逢的机遇??梢栽ぜ?,未来五年到十年是水泥与混凝土制品行业发展的最好时期。

《混凝土技术》《混凝土技术》杂志是一本刚刚创办的,以技术交流为目的的杂志,请您对杂志提出指导和批评。

张树凯:我觉得在我们行业内,需要一本以技术交流与进步为主要内容的专业化杂志,《混凝土技术》杂志出版的几期杂志我都看了,内容非常好,杂志非常关注国内科技进步和工程实际应用方面的技术和相应的研究,理论联系实际。我觉得如果再增加一些水泥与混凝土制品方面的技术性文章,多关注与之相关的信息,那就更好了。

 
 

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