德国混凝土行业与技术发展现状综述

2014-03-13孟刚罗作球张凯峰欧阳孟学张文洁

商品混凝土 2014年10期

关键词：钢纤维集料德国

孟刚，罗作球，张凯峰，欧阳孟学，张文洁

（1. 中建商品混凝土西安有限公司，陕西西安 710116；2. 中建商品混凝土有限公司，湖北武汉 430070）

德国混凝土行业与技术发展现状综述

孟刚1，罗作球2，张凯峰1，欧阳孟学1，张文洁1

（1. 中建商品混凝土西安有限公司，陕西西安 710116；2. 中建商品混凝土有限公司，湖北武汉 430070）

本文综述了德国混凝土行业与技术发展现状，重点介绍了 Waibel 混凝土公司、Dyckerhoff 混凝土研究所和达姆施达特（Darmstadt）工业大学建筑研究所开展的技术与研发，分析了德国混凝土企业特征，并指出我国混凝土企业发展方向。

德国；混凝土；技术；综述

0 前言

目前，中国是全球最大的混凝土市场。据不完全统计，全国目前有 6000 家左右预拌混凝土企业，2013 年产量近 20亿立方，产值接近 6000 亿元。为了能够了解国外混凝土企业与技术发展特征，中建商品混凝土有限公司技术专家考察团开展了为期一周的德国混凝土技术参观交流活动，初步了解了德国的混凝土行业、混凝土生产、混凝土的发展方向，在此将考察报告整理发布出来，为同行工作作参考。

1 德国混凝土企业介绍

1.1 Waibel 混凝土公司

Waibel 公司位于莱茵河畔，是一家传统的家族企业，依靠莱茵河便利的运输条件，生产砂石及混凝土，该公司有 50多年的历史，现有员工 350 人，主要从事预制混凝土、商品混凝土、混凝土运输、泵送、碎石及卵石生产、建筑废料的回收利用、沥青、垃圾填埋、航运等业务。其中混凝土公司在德国有 7 家，在法国有 3 家。

Waibel 混凝土公司的主要产品有：普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土、清水混凝土、重混凝土、轻混凝土、钢纤维混凝土、透水混凝土、道路混凝土、彩色混凝土、地下水作业混凝土、灌注桩混凝土、防渗透混凝土、树脂混凝土等。

在 Waibel 公司，考察团重点了解了防渗混凝土、耐磨混凝土、清水混凝土技术。

（1）防渗混凝土

防渗混凝土主要按照欧盟标准加入要求的最低水泥用量，控制水胶比，严格按照配合比生产，并在生产中控制好砂石的级配。为了达到经济合理的原则，在生产防渗混凝土时，对于抗渗混凝土将根据水压力的情况分类。根据使用的目的，比如是地下车库还是人居，不同的需求则使用不同的生产配合比。对于抗渗混凝土的检测只有在客户有要求时才进行，主要检测方法为水压力法。

值得一提的是，该公司生产的防渗混凝土均不使用在我国常用的膨胀剂。

（2）耐磨混凝土

耐磨混凝土主要用于道路及仓库。道路混凝土一般有最大水泥用量、水胶比、抗压强度等要求，一般在其表面加一层耐磨混凝土。高速公路混凝土要求碎石含量大于 50%，并且碎石的耐磨性要经过测试，一般要求水泥用量不应太高，耐磨主要是依靠骨料的耐磨性。通常在混凝土表面加入碎石并压入表层，这要求操作工人具有良好的经验。

（3）清水混凝土

清水混凝土的制作具有一定程序，一般情况下，常常由技术人员先做一些样板，由设计师查看，通过后再大面积浇筑。制作样板时要考虑到施工的具体情况，要适合大面积施工，避免在后期的施工中达不到样板的效果。

此外，清水混凝土对模板、脱模剂的要求比较高，甚至些模板只能使用一次。有一种清水混凝土产品为照片混凝土，可以在模板上铺上一层立体照片的底板，成型后就成为有图案的类似照片的清水混凝土，这种混凝土要求边缘光滑、平整。

清水混凝土的质量控制主要是单位面积气泡含量，脱模剂的用量以及脱模剂与胶凝材料的反应。

1.2 Dyckerhoff（帝克豪夫公司）

帝克豪夫公司是一家跨国上市公司，主业是水泥，年营业收入达 14 亿欧元，水泥收入占总收入的 65%，在欧洲多国建有搅拌站，职工有 6963 人。该公司建于 1864 年，业务遍及欧洲各国和美国。在 1886 年曾为美国自由女神像提供 8000方纤维混凝土。帝克豪夫公司研发实力强，具有独立的研发中心。在这个研发中心大楼中，随处可见混凝土制作的桌椅凳，适用且展览效果明显。

下面介绍一下帝克豪夫公司研发中心的特种混凝土产品：防渗混凝土、自密实混凝土、钢纤维混凝土。

（1）防渗混凝土

其技术要求同 Weibel 公司相似。防渗混凝土分两类：一是通过自身结构防渗，二是根据要求加入一些外加剂起到防渗作用。防渗混凝土对骨料的最大粒径、级配均有要求，在欧盟和德国的标准中都规定了水灰比的要求。防渗混凝土根据工程要求的不同采用不同的等级，如地下水位的高低、工程的使用目的（人居、储藏）等。配制防渗混凝土时，首先选用性能好的水泥，要求水化热要低、放热缓慢。同 Waibel公司一样，他们反对在混凝土中使用膨胀剂，只有在某些构件的连接处掺用膨胀剂。

（2）自密实混凝土

自密实混凝土在生产中要求加入 PCE（聚羧酸）外加剂，从而达到很好的工作性能，使得混凝土不离析、不泌水。在成本核算方面，可以降低人力、物力、泵送设备、养护等费用。但是实际运用中，由于自密实混凝土价格较高，其在市场上并不是太受欢迎。

（3）钢纤维混凝土

当钢纤维掺量到 100kg/m3时，混凝土的力学性能相当于钢筋混凝土，这种混凝土被称作钢纤维混凝土，可用于基础垫层，还可以直接浇筑在地面上。钢纤维混凝土可以省去钢筋的铺设，其性能取决于钢纤维的掺量和钢纤维的形状，如波浪型的钢纤维力学性能较好。钢纤维的加入可以与原材料一并加入强制搅拌机一起搅拌，也可以将混凝土搅拌好后再加入混凝土搅拌车内搅拌，为了使钢纤维搅拌更均匀，常常采用多次投料（钢纤维），并有一种包装可以在投入混凝土后溶解在混凝土中。

（4）其它混凝土

帝克豪夫公司研发中心另一个特色产品是制作混凝土影像（能在混凝土表面成像要有清水混凝土技术的基础），他们能将照片等影像做到混凝土表面。还有一些混凝土家具与试件，如图 1、图 2 所示。

图 1 照片（影像）混凝土

图 2 混凝土家具

1.3 达姆施达特工业大学（Tu Darmstadt）建筑研究所

达姆施塔特工业大学成立于 1877 年，是德国的老牌理工科大学，也是黑森州唯一的理工科大学，每年黑森州拔付 2亿欧元的教育经费，不论是从专业方面的研究还是教育方式上，该校取得的成绩尤其显著。

达姆施达特工业大学建筑研究所，主要研究混凝土配合比、混凝土设备改进等课题。该所与德国企业联系比较紧密，每年从企业可得到 200 万欧元的研究经费。该所属于学校建筑系所有，有 3 个研究专业组：一是建筑材料、建筑结构的研究；二是混凝土技术及施工，如超高强混凝土、自密实混凝土等；三是建筑设计、建筑艺术的研究。

在混凝土研究方面，研究所对混凝土配合比，对拌制过程能源的节省、减少水泥用量、增大粉煤灰用量、木材及小麦杆的综合利用进行了深入的研究。图 3 为不同材料制作的样品。

图 3 不同混凝土材料制备的样品

该研究所在混凝土的搅拌机械方面研究比较深入，对搅拌设备进行改造，其中他们开发出的锥形搅拌机（见图 4）对拌制高强混凝土效果很好，同时根据搅拌的需要对电机配备变频器，提高生产效率，降低能耗。

图 4 锥形搅拌机模拟搅拌楼

2 德国混凝土生产企业概况

2.1 混凝土供应情况

在德国，混凝土搅拌站一般傍河而建，主要是出于集料运输方便的考虑。由于德国市政设施和工业与民用建筑已相当完善，而且除了法兰克福外，在其他城市很少有高层建筑，因此整个国家的混凝土需求量较小，混凝土企业也较少，且业务量不足，大多混凝土企业致力于清水混凝土、装饰混凝土等方向发展。自密实混凝土技术虽然比较成熟，但由于成本较高，在实际生产中比较少。

2.2 混凝土配合比

混凝土企业的各种配合比数据库较为完善，并且做到非常精细。在 Waibel 混凝土公司，就有多达 4000 种混凝土配合比。在考察团参观的两家混凝土公司中，都提到了生产抗渗混凝土时根据使用目的不同而采用不同的配方，做到成本最低化。

2.3 集料

混凝土搅拌站一般占地面积不大，大多根据地势和地形建设，集料从河里运输，搅拌站里的集料堆场较小，原材料质量稳定。大多数情况下，集料直接从运输船中通过抓斗和皮带运输机输送至搅拌楼上，集料要求用连续集配，按粒径分为 (mm)：0～2、2～8、8～16、16～32。

2.4 人员

德国混凝土企业配置人员较少，在生产过程中，在控制楼考察团专家仅看到 1 个操作人员，甚至没有调度员和质检员，操作员根据客户的订单按照相应的配合比生产，打印好送货小票后交与搅拌车司机即可。整个过程中甚至不需要质检员和调度。

2.5 环境保护

德国混凝土企业的环境保护做得较好，其粉料除尘设施较为完善，尽管集料仓未封闭，但集料比较洁净，没有粉尘污染。洗车水会用砂石分离机分离，然后将集料和浆水回收利用，有时浆水过多时则集中处理。

搅拌站整个场地非常整洁，没有灰尘和污水。与我国不同的是，其搅拌楼操作室（控制室）一般与生产系统完全隔离开，有的设置在一楼。

2.6 粉料仓进料管理

搅拌站粉料的进料口可以看出，德国混凝土企业对粉料的充罐管理很严格，以避免水泥和掺合料充错。如图 5 所示。