周曙光
(江蘇省南通市建設(shè)混凝土有限公司,江蘇 南通226008)
2009年中國商品混凝土產(chǎn)量已達(dá)7.9億m3,比2008年增加了12.9%。江蘇省商品混凝土發(fā)展的勢頭更是迅猛,江蘇省2009年商品混凝土產(chǎn)量為1.27億m3,占全國產(chǎn)量的16%,2010年已達(dá)1.93億m3,連續(xù)6年居全國之首,行業(yè)前景非??捎^。改革開放以來,因城市化建設(shè)的需要,商品混凝土需求量也越來越大,給混凝土企業(yè)帶來了發(fā)展機遇。同時因為混凝土的主要原材料水泥、石子、砂子都是非再生的有限資源,行業(yè)的發(fā)展也造成了大量資源、能源的消耗和環(huán)境污染。如何妥善解決這些問題,是混凝土企業(yè)發(fā)展中必須考慮的問題。本世紀(jì)發(fā)展起來的新興交叉學(xué)科—— 工程哲學(xué),就是要幫助我們跳出行業(yè)局限,通過對工程活動的哲學(xué)研究來展示工程活動的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律,指導(dǎo)工程實踐活動。本文從工程哲學(xué)的角度出發(fā),結(jié)合以下三個方面提出混凝土企業(yè)在發(fā)展中值得思考的問題。
混凝土企業(yè)生產(chǎn)中離不開水泥、石子和砂。這些材料都是有限的礦物資源。據(jù)有關(guān)資料揭示,我國每年混凝土產(chǎn)量超過35億m3,消耗水泥15億噸。是世界第一水泥和混凝土生產(chǎn)大國。根據(jù)目前國內(nèi)探明的資源,按50%的可開采量計算,每年消耗的石灰石鈣質(zhì)資源只夠我們使用40年左右。40年后用于水泥和混凝土的石灰石資源將枯竭。同時混凝土在生產(chǎn)過程中消耗大量的能源,排出大量的污水和粉塵,造成了環(huán)境的污染。據(jù)有關(guān)資料揭示:每生產(chǎn)1萬噸水泥要消耗1200噸煤和80萬度電;會產(chǎn)生1萬噸CO2+13噸SO2+14噸NOx+粉塵污染。如此嚴(yán)峻的問題擺在我們面前,處理好混凝土行業(yè)的發(fā)展和資源利用、環(huán)境保護的關(guān)系是當(dāng)前急待解決的問題。
對混凝土工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的研究已到了刻不容緩的地步。上世紀(jì)末提出的綠色混凝土概念,就是要求混凝土的發(fā)展必須走綠色高性能混凝土(GHPC)的道路,走低碳經(jīng)濟的道路。即在發(fā)展高工作性、高強度、高耐久性混凝土的同時,最大限度地提高非再生資源的利用率,最低限度地產(chǎn)生廢氣、廢渣、廢水。高工作性即流動性好、可泵性強,能大幅度提高混凝土的密實性;高強度則可縮小結(jié)構(gòu)設(shè)計斷面,減輕結(jié)構(gòu)自重,從而達(dá)到節(jié)約原材料的目的;高耐久性即提高混凝土體積穩(wěn)定性,減少收縮裂縫,延長混凝土的使用壽命。提高非再生資源的利用率和減少污染物的產(chǎn)生是“綠色”的內(nèi)涵?;炷凉I(yè)發(fā)展必須遵循科學(xué)發(fā)展觀,通過技術(shù)創(chuàng)新達(dá)到經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護雙贏的目的。為了達(dá)到這個目的,必須從技術(shù)層面做到以下三點:①減少單方混凝土的水泥用量。②充分利用工業(yè)廢料。③提高混凝土外加劑的工作性能。①、②條是在滿足設(shè)計要求的前提下減少水泥用量的普通做法。第③條是提高混凝土的科技含量,實現(xiàn)高性能混凝土的關(guān)鍵,通過改善外加劑的性能來減少水泥用量,實現(xiàn)高工作性、高強度、高耐久性混凝土,是目前科研人員和工程技術(shù)人員共同的目標(biāo)。
混凝土的生產(chǎn)理念已經(jīng)發(fā)生了根本性的變革。過去,減少水泥用量、多摻工業(yè)廢料是為了降低生產(chǎn)成本;今天,這樣的做法已被提升到發(fā)展低碳經(jīng)濟的高度來認(rèn)識。在低碳經(jīng)濟概念下,首先混凝土的生產(chǎn)必須走集中攪拌的商品化道路,只有集中生產(chǎn)才能減少資源消耗,才能充分利用工業(yè)廢料,這是無可質(zhì)疑的。其次,混凝土行業(yè)可持續(xù)發(fā)展就是通過技術(shù)創(chuàng)新來減少工業(yè)資源的消耗和能源的消耗,減少污染源的排放。混凝土行業(yè)與水泥行業(yè)密切相關(guān),在行業(yè)發(fā)展的同時也造成大量資源的浪費。目前很多地方已出現(xiàn)了混凝土原材料資源緊缺的現(xiàn)象,原材料漲價使得混凝土企業(yè)的利潤空間越來越小,惡性價格戰(zhàn)影響了混凝土行業(yè)的健康發(fā)展。在這種嚴(yán)峻的形勢下,混凝土企業(yè)唯一的出路是開展新材料的試驗和運用,借助于新型外加劑,研究低摻量水泥混凝土在不同結(jié)構(gòu)中運用的穩(wěn)定性,充分發(fā)揮水泥在混凝土中的水化效應(yīng)。同時還要研究多種工業(yè)廢料摻合于混凝土中,在不同強度等級、不同結(jié)構(gòu)、不同部位中運用的可行性,最大限度的減少水泥的用量。如果每1m3商品混凝土平均能節(jié)約100kg水泥,我國每年將節(jié)省8千萬噸水泥,減少石灰石消耗1.24億噸,減少煤炭消耗960萬噸,節(jié)約電64億度。
目前,雖然商品混凝土集中攪拌后空氣塵埃和水污染源頭減少了。但不可忽視的是攪拌站的集中污染有所加劇,其污染程度日趨嚴(yán)重,如不加以控制,周邊環(huán)境的污染也將更加嚴(yán)重。處理好企業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護的關(guān)系,建立環(huán)保型的混凝土攪拌站是當(dāng)前的緊迫任務(wù),同時也是節(jié)能減排的需要。如何處理好生產(chǎn)發(fā)展和環(huán)境保護的關(guān)系?筆者認(rèn)為:一是各級政府部門應(yīng)逐步提高新建攪拌站的門檻,促進新投產(chǎn)的攪拌站環(huán)保設(shè)施達(dá)標(biāo)。已建站、擴建站應(yīng)逐步投入資金建設(shè)污水處理系統(tǒng)、配料倉除塵系統(tǒng)、攪拌樓的封閉系統(tǒng)、膠凝材料筒倉的料位控制系統(tǒng)、廢棄固體拌合物的分類回收系統(tǒng),并限期整改達(dá)標(biāo)。二是通過市場化的手段進行資源整合,提高預(yù)拌混凝土企業(yè)的集中度,淘汰環(huán)保整改不達(dá)標(biāo)的小企業(yè)。江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳頒發(fā)的《預(yù)拌混凝土綠色生產(chǎn)管理規(guī)程》已于2011年6月1日起實施,希望此舉對推廣環(huán)保型混凝土攪拌站的發(fā)展起到指導(dǎo)和規(guī)范的作用。
混凝土生產(chǎn)中一道很重要的程序是配合比設(shè)計。配合比設(shè)計主要是確定混凝土中各種材料的用量。它關(guān)系到混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量、工作性能、成本控制?;炷恋呐浜媳仍O(shè)計過程充滿了辯證法,不同的材料、不同的結(jié)構(gòu)、不同的季節(jié)、不同的要求、不同的施工方法都會產(chǎn)生不同的配合比,如何處理好各種材料的用量與設(shè)計要求和工程質(zhì)量的關(guān)系是配合比設(shè)計的關(guān)鍵。混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計就是要達(dá)到這樣的目的。混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計原則如下:
(1)最小水泥、膠凝材料原則,在滿足設(shè)計強度和工作性能的前提下選擇最小水泥、膠凝材料用量以增大骨料用量。
(2)最大骨料堆積密度原則,即使石子級配孔隙率最小。
(3)適當(dāng)水膠比原則,針對不同結(jié)構(gòu)和不同要求的混凝土采用適當(dāng)?shù)乃z比。
(4)合理摻合料用量原則,即針對不同的結(jié)構(gòu)、部位和季節(jié)摻入適量的工業(yè)廢料。
(5)適用外加劑原則,根據(jù)不同的原材料選擇最合適的減水劑和其它外加劑。
從以上配合比優(yōu)化設(shè)計原則中我們可以體會到:好的設(shè)計表現(xiàn)在質(zhì)優(yōu)、價廉、耐久、節(jié)能幾個方面。即在滿足設(shè)計要求和工程質(zhì)量的前提下最大限度地減少非再生資源的用量。一項好的配合比設(shè)計,從本質(zhì)上講是處理好設(shè)計對象所處環(huán)境中的對立統(tǒng)一關(guān)系,研究質(zhì)、量互變的規(guī)律。如水泥用量與摻合料的關(guān)系、坍落度和水灰比的關(guān)系、砂子的細(xì)度和砂率的關(guān)系、膠凝材料和粗細(xì)骨料的關(guān)系、外加劑摻量與混凝土性能的關(guān)系、混凝土強度與抗裂性的關(guān)系、摻合料用量與耐久性的關(guān)系等等,這些關(guān)系中處處都存在著矛盾的對立統(tǒng)一、質(zhì)和量互變的辯證關(guān)系。處理好各類材料用量的“適度”問題即“量”與“質(zhì)”的關(guān)系問題就有很多“文章”可做。工程師要做的就是在設(shè)計中把握好不同環(huán)境、不同結(jié)構(gòu)、不同設(shè)計要求下各種材料用量的“適度”問題,在主、客觀統(tǒng)一中求適度,避免絕對化。任何材料因產(chǎn)地不同、性能不同、使用環(huán)境不同其摻量也會不同;另一方面即使同一材料用于不同的結(jié)構(gòu)、不同的季節(jié)、不同設(shè)計要求其摻量也會不同。要做到這一點,就要求工程師們在實踐中不斷試驗,不斷總結(jié)。工程師對配合比的認(rèn)識是通過試驗逐漸認(rèn)識積累加深的,不能一勞永逸,以偏蓋全,這樣才能使自己的主觀反映符合事物的客觀規(guī)律。當(dāng)材料發(fā)生變化時,這種認(rèn)識就帶有片面性。所以必須重新做試驗,重新認(rèn)識事物。這就是唯物主義的認(rèn)識論。在試驗中除了采用觀察、比較、歸納、推理、和概括等一般方法外,還通行著類比法、模型化法、數(shù)學(xué)化方法等具體專業(yè)方法。國外工程師根據(jù)預(yù)測模型來設(shè)計混凝土配合比,就可以使人們排除次要因素的干擾,達(dá)到理想化的程度。這可以說是哲學(xué)應(yīng)用于工程的典型案例。
混凝土的強度和裂縫問題是工程師們最關(guān)心的問題?;炷恋脑O(shè)計強度越高越容易出現(xiàn)裂縫,如何處理好強度和裂縫的關(guān)系同樣充滿著辯證法。但大多數(shù)工程師們更注重的是強度問題,因為強度關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性。對裂縫問題不少人不以為然,認(rèn)為混凝土本身就是帶裂縫工作的。的確不假,混凝土是多種材料組合而成的非均質(zhì)材料,沒有裂縫是不可能的。但混凝土的裂縫不僅關(guān)系到混凝土的安全問題,還關(guān)系到結(jié)構(gòu)的耐久性問題,控制裂縫可以從某些方面大幅度提高混凝土的耐久性。所以在設(shè)計混凝土配合比時在考慮強度的同時,應(yīng)盡可能地考慮如何避免裂縫的產(chǎn)生?;炷亮芽p的產(chǎn)生并非單一因素,包括設(shè)計、材料、環(huán)境、施工方法等,當(dāng)多種因素疊加在一起時,就極容易發(fā)生。因此,在設(shè)計和生產(chǎn)混凝土?xí)r,必須從每一個可能發(fā)生裂縫的環(huán)節(jié)入手,積極采取措施加以防范?;炷僚浜媳仍O(shè)計的耐久性問題難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土設(shè)計的強度問題,設(shè)計中必須考慮到混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化性、抗化學(xué)侵蝕性、抗干縮性等等體積穩(wěn)定性問題。要確?;炷馏w積的密實性和抗收縮能力,除了優(yōu)化配合比設(shè)計外,很重要的一點就是對材料的合理選擇。雖然裂縫問題一直困擾著我們的工程師們,但設(shè)計者對材料的選擇尚未引起足夠的重視。當(dāng)前,基本建設(shè)的發(fā)展規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了原材料的生產(chǎn)能力,混凝土原材料緊缺使得我們對大宗材料幾乎沒有選擇的余地,這也直接影響到混凝土的耐久性問題?;炷恋氖褂脡勖兊迷絹碓蕉蹋侵档脴I(yè)內(nèi)人士深思的問題。
無序的價格戰(zhàn)、三角債阻礙了混凝土企業(yè)的正常發(fā)展,常常迫使企業(yè)的經(jīng)營狀態(tài)陷入窘境。本世紀(jì)是知識經(jīng)濟時代,混凝土的高科技時代已經(jīng)到來。誰抓住了機遇,誰就是勝者。在建筑技術(shù)不斷發(fā)展的今天,混凝土的強度等級隨著工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展不斷提高,混凝土的功能也隨著特種結(jié)構(gòu)和施工工藝的需要呈現(xiàn)多樣化趨勢。例如,為了滿足超高層建筑和大跨度結(jié)構(gòu)的需求,高強度混凝土應(yīng)運而生;為了提高混凝土的耐久性,減少資源能源的消耗,高性能混凝土應(yīng)運而生;為了達(dá)到保溫節(jié)能效果或減輕結(jié)構(gòu)自重降低工程造價,輕集料混凝土應(yīng)運而生;因原子能工程的需要,防射線混凝土(重混凝土)應(yīng)運而生;因冶金工業(yè)的需要,耐火混凝土應(yīng)運而生;因化學(xué)工業(yè)的需要,耐酸、耐堿混凝土應(yīng)運而生……總之,結(jié)構(gòu)上需要什么功能的混凝土,就會有什么功能的混凝土被研發(fā)出來?;炷疗髽I(yè)的經(jīng)營產(chǎn)品越來越多樣化,這給所有混凝土生產(chǎn)企業(yè)都帶來了無限生機。如何處理好企業(yè)經(jīng)營與產(chǎn)品創(chuàng)新的問題擺在了我們的面前,時代迫切需要我們將企業(yè)經(jīng)營創(chuàng)新與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新有機的結(jié)合起來。首先,企業(yè)的經(jīng)營觀念要創(chuàng)新。其次,企業(yè)的技術(shù)要創(chuàng)新。我們一方面要了解科學(xué)家有什么新發(fā)現(xiàn),另一方面要了解工程上有什么新需求。要善于把兩者聯(lián)系起來,從中發(fā)現(xiàn)我們應(yīng)該做什么,又可以做什么,并以此作為工作的階段性目標(biāo)。因此,我們必須關(guān)注工程結(jié)構(gòu)的動向和發(fā)展趨勢,收集新材料、新工藝、新規(guī)范的信息,才能把握好混凝土行業(yè)的發(fā)展趨勢,為企業(yè)的經(jīng)營決策提供科學(xué)的依據(jù)。
經(jīng)營觀念創(chuàng)新的核心是要解決究竟應(yīng)該以什么中心來展開生產(chǎn)經(jīng)營活動。企業(yè)的經(jīng)營觀念包含生產(chǎn)觀念、產(chǎn)品觀念、營銷觀念等等?;炷疗髽I(yè)的特殊性在于客戶群的局限性,客戶分為施工企業(yè)或建設(shè)單位二大類,其需求的產(chǎn)品是根據(jù)設(shè)計圖紙來定制的。所以企業(yè)的經(jīng)營觀念重點應(yīng)放在產(chǎn)品觀念和營銷觀念上。產(chǎn)品觀念強調(diào)的是“以質(zhì)取勝”,營銷觀念強調(diào)的是“顧客至上”。如果說“技術(shù)+管理=質(zhì)量”,則“質(zhì)量+服務(wù)=品牌”。通過創(chuàng)造“品牌”來創(chuàng)造市場,擴大產(chǎn)品的知名度和銷售量是經(jīng)營創(chuàng)新的核心。在擴大規(guī)模形成區(qū)域優(yōu)勢的同時積極發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的功能,確保品牌的核心競爭力。加強對品牌的管理就是要取得客戶對品牌的信任。我們不僅要有高質(zhì)量的產(chǎn)品,還要有高質(zhì)量的服務(wù)。這是一項長期的工作,必須植根于全體職工,做到堅持不懈。
技術(shù)創(chuàng)新的本質(zhì)是破與立的過程。技術(shù)創(chuàng)新就是理論聯(lián)系實際,利用科學(xué)原理集成、優(yōu)化設(shè)計,創(chuàng)造出符合工程需求的產(chǎn)品。技術(shù)創(chuàng)新分成三類:①突破型技術(shù)創(chuàng)新,②應(yīng)用型技術(shù)創(chuàng)新,③改進型技術(shù)創(chuàng)新。混凝土企業(yè)是加工型企業(yè),所以重點是應(yīng)用型和改進型的技術(shù)創(chuàng)新。比如在混凝土配合比的設(shè)計中使用技術(shù)復(fù)合法、新材料法、系列產(chǎn)品法對配合比進行創(chuàng)新改進,擴大產(chǎn)品的品種、提升產(chǎn)品的質(zhì)量和性價比,滿足各類工程的需要。對產(chǎn)品創(chuàng)新要結(jié)合社會需求有計劃有步驟的進行推進。特別是對不同功能的混凝土的試驗工作要引起足夠重視,充分做好新產(chǎn)品的技術(shù)儲備,力爭在客戶提出具體要求和競爭者拿出合適產(chǎn)品之前,率先拿出滿足客戶要求的產(chǎn)品。要創(chuàng)建自己的核心技術(shù),保持競爭地位的先進性。當(dāng)企業(yè)研發(fā)出了符合工程上需要的新產(chǎn)品時,也可以直接向設(shè)計部門推薦,這也是擴大客戶群進行市場創(chuàng)新的一種途徑。對生產(chǎn)單位而言,技術(shù)創(chuàng)新工作是理論聯(lián)系實際的工作,是已有經(jīng)驗結(jié)合實際問題另辟思維和技術(shù)的新徑,從而產(chǎn)生新事物的過程,這個過程是漸進性和積累性的,沒有捷徑可走。工程技術(shù)人員必須做好試驗數(shù)據(jù)的積累和總結(jié),把握好各種不同產(chǎn)品的技術(shù)要求,為打造新產(chǎn)品打下堅實的基礎(chǔ)。
工作實踐離不開思想指導(dǎo),哲學(xué)雖然不能提供實用性的知識體系,卻能帶給我們科學(xué)的思維方法,讓我們走出習(xí)以為常狹隘封閉的認(rèn)識圈,步入柳暗花明通達(dá)明亮的新天地。在混凝土生產(chǎn)經(jīng)營過程的各個環(huán)節(jié)中,企業(yè)經(jīng)營管理人員、工程技術(shù)人員不妨也學(xué)一點哲學(xué),并善于從哲學(xué)的角度出發(fā),審視和思考資源利用、優(yōu)化設(shè)計、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)品創(chuàng)新、質(zhì)量控制、成本核算等等生產(chǎn)中的各類問題,從而在本職崗位上積極作為,以促進企業(yè)管理質(zhì)效的全面提升。
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