管桩企业绿色生产研究

王碧辉

（东莞市建东水泥制品有限公司， 广东 东莞 523220）

引言

绿色生产是指以节能、降耗、减污为目标，以管理和技术为手段，实施工业生产全过程污染控制，使污染物的产生量最少化的一种综合措施。

管桩生产企业在选择厂址一般从运输条件、原材料供应条件以及产品使用辐射区域等因素进行考虑，首先应尽量远离居民生活区的工业规划区，水运陆路交通方便最好靠近河流码头，便于砂、石、水泥等大宗原材料和管桩成品运输，减少二次搬运和存储。在满足工艺要求和安全环保的前提下，尽量少占地。根据厂外道路的走向、车间的工艺流程、砂石等原材料的堆放、各规格产品搭配及库存量、动力系统（包括电力系统、锅炉房或蒸汽动力系统以及空压机房动力系统）、辅助设施来合理布置厂区总平面图。比如动力系统尽量靠近用能设备，不但可以缩短管线投入，而且可以减少能量损耗。

1 工艺流程设计及工艺改进创新

良好的工艺流程设计不仅仅在项目建设阶段可做到减少投资，到达生产期更能发挥积极作用，提高劳动效率，保障安全生产。

1.1 管桩离心余浆回收生产工艺

由于PHC管桩强度要求较高（≥C80），胶凝材料用料较多，每立方混凝土胶凝材料用量在500 kg左右（各生产厂家视水泥标号、原材料品质和强度富余系数不同会有所不同），经过离心成型后，每立方混凝土会产生多达100～120 kg余浆，这些余浆中含有约20%～30%左右的胶凝材料。这些离心成型后产生的余浆在管桩生产之初都作为固体废物拉走处理，到20世纪初管桩企业开始将这些管桩离心后产生的余浆回收使用，变废为宝，可以减少胶凝材料用量约30 kg/m3混凝土。以我厂一条年产120万m管桩生产线为例，每年可节约直接原材料成本近200万元，经济效益相当可观，同时又达到生产过程废物减量化、绿色环保的目的。

1.2 免压蒸管桩工艺

近几年由于环保要求，很多地方禁止使用燃煤锅炉，这也促进了免压蒸管桩新工艺的发展，减少对蒸汽的依赖，降低了管桩生产能耗，同时管桩的品质也有一定程度的提升。经笔者公司做的一些实际生产统计研究，在保证管桩各方面指标不变的情况下，采用聚羧酸高效减水剂的免压蒸工艺生产PHC管桩可以节约约一半的蒸汽用量，节能效果显著。现在这一新工艺朝着双免（即免初级养护和压蒸养护）工艺方向发展，这将更进一步降低管桩生产能耗。此外，还可以通过使用新材料如纳米微珠、超细的矿渣粉、高活性的微硅粉等矿物外掺剂取代部分水泥生产管桩，达到免压蒸或双免工艺生产的高品质管桩产品。

1.3 养护冷凝水回收循环利用

管桩养护过程产生大量的冷凝水，其排放不仅浪费了资源，对环境也造成一定的污染。

现在有些管桩生产企业把管桩养护过程产生的冷凝水作为混凝土搅拌用水，收到不错的效果，废水经处理后循环利用，节水又环保，值得深入研究。另外，将这些冷凝水收集后作为锅炉用水也是一个值得研究探讨的课题。

1.4 混凝土泵送布料工艺

管桩混凝土泵送工艺是采用混凝土泵送机，通过插入管模内的导管，将称量好的混凝土料均匀分布到管模内的布料方式。这种方式是在钢筋笼装好后，浇入混凝土之前将上下模合好打紧，这样可以免去人工铲料过程，合缝不会有夹料现象，上下模易于合紧，管桩离心成型时合缝漏浆现象大大减少。该工艺创新可以在减少用工、降低劳动强度的同时提高产品质量，减少混凝土料浪费，有利于保持生产现场环境卫生的干净整洁。

2 原材料管理

管桩有八大主要原材料：砂、石、水泥、掺合料、钢筋、外加剂、端头板和螺旋筋。大部分属于不可再生资源且消耗量巨大，比如砂、石、水泥和掺合料。首先对这些大宗原材料做好ABC分类管理，按最优采购量采购原材料。厂区内原材料分类堆场，做好储存及使用管理，同时在生产环节避免材料浪费,做到物尽其用。另外，优选材料，做好材料优化比配，采用新的替代品也是有利于环保节能。比如采用高岭土尾矿等机制砂代替河沙，采用鹅卵石替代碎石，采用管桩生产过程中的废次品混凝土破碎后作为再生骨料使用等措施，可以减少对不可再生资源的掠夺式开采使用，减轻对资源的破坏，从而做到保护环境。

3 管桩设备的改进

设备更新时优先采用国家、行业推荐的节能、高效、环保的生产设备及工具，淘汰落后、低效、不环保的设备及工具。

3.1 变频器的使用

管桩离心成型是管桩生产中质量保证的关键一环，同时也是能耗较大的一个工艺过程。管桩成型离心工艺的离心过程分为三个阶段，低速、中速和高速，时间一般分别为3 min、3 min和6 min。早期的管桩成型离心机采用电磁滑差调速，每阶段电机的输出区别不大，电能很大一部分消耗在做无用功上，离心机的工作效率很低。在20世纪初管桩企业开始大量使用交流变频器，特别是在管桩成型设备离心机上。通过变频器控制离心转速，不但操作方便、稳定可靠，而且可以大量节约电能。笔者曾做过这方面测定，相对于老式的电磁滑差调速离心机，变频调速离心成型过程最多节能可达50%左右，经济效益相当可观，节电率非常明显。

3.2 锅炉的改造和更新

早期管桩生产企业大多采用小吨位锅炉，比如在广东东莞大多数是20 t以下锅炉，使用了10年后不但效率低下，而且环保方面也达不到要求。早几年生产企业开始进行锅炉改造，采用生物质燃料，或者用汽化炉。随着环保要求的不断提高，这些经改造后的锅炉还是达不到排放标准，因而陆续的淘汰了这些旧锅炉，采用燃气（天然气）锅炉，完成更新换代。

3.3 行车自动抓钩抱模夹具的改造

早期管桩生产行车采用链条或钢丝绳吊运管桩模具，一条生产线基本需要6～7个（离心成型过程2个、出养护池1个、拆模1-2个，合模2个）挂钩工人，手部被链条或钢丝绳夹伤现象时有发生。近年来行车采用自动抓钩和抱模装置技术，不仅减少了劳动用工，减轻了工人劳动强度，同时提高了劳动生产率，提升了设备安全性能，有利于保障生产安全，创造环境和谐，促进企业绿色管理。

3.4 离心成型噪音的控制

管桩离心成型时由于离心机跑轮和管模跑轮的相对摩擦运动及管模的跳动或窜动冲击离心机跑轮，产生的噪音高达90 dB左右，对车间生产人员造成噪声伤害。为了消减此噪音，可以采取给每台离心设备安装隔音室，这样管桩离心过程在隔音室中进行，利用隔音室的吸音、隔音作用，降低噪音排放。另外还可以采取将离心机跑轮采取包胶形式，可以明显减小离心成型时产生的噪音。同时对离心机和管模要进行经常性保养维护以及维修，保证离心的平稳性，不仅可以改善管桩质量，而且可以明显减小噪音强度。另外车间生产人员做好防护措施外，也要做好自我防护工作。除离心机噪音外，还有压蒸釜排汽及空压机噪音，可以通过加装消音器等方法消减或消除噪音。