云南省水泥制品行業發展歷史回顧及質量狀況分析(一）

吳汝莉（云南省建筑材料產品質量檢驗研究院 云南昆明650106）

0 引言

水泥制品是建筑材料工業的一部分，在國民經濟的發展中占有重要的地位，在各個行業已得到廣泛應用。水泥制品是以水泥為基材經過深加工制成的工業產品，由于它具有優良的物理、力學性能，耗能少，能按設計要求制成所要求的形狀，耐腐蝕，使用壽命長，維修費用少，節省金屬和木材等獨特優點，在云南省建筑工程、市政工程、農田水利以及能源、交通、通訊等工程建設中得到極為廣泛的使用，取得了顯著的社會效益和經濟效益。

隨著云南省國民經濟的快速發展和人民生活水平的提高，對水泥制品的需求量日益增多，質量要求越高，產品性能越來越多，使水泥制品的新產品從無到有、從少到多、從小到大、從落后到先進逐步發展壯大起來。

1 水泥制品的分類

水泥制品就是以水泥為主要膠結材料，經過原材料計量、攪拌、成型和養護等工序，制作成有一定規格形狀的產品。經過30 余年的發展，我省水泥制品的產品種類繁多，從使用功能上大致分為以下6 大類產品。

（1）鋼筋混凝土排水管：用于城市排水系統、雨水、污水引水及農田排灌等重力流管道的管子。目前云南省有混凝土管、鋼筋混凝土排水管、頂進施工法用鋼筋混凝土排水管和低壓鋼筋混凝土排水管產品。

（2） 混凝土輸水管：用于調水工程、引水工程、城市給水系統、工業和水利輸水管線、工廠管線、壓力隧道管線、管溝、管廊的管道。目前云南省有預應力鋼筒混凝土管（PCCP）和預應力混凝土管（SYG）產品。

（3） 環形混凝土電桿：用于支持導線、絕緣子及橫擔，包括電力電桿、通訊電桿、照明電桿、信號機柱等。目前云南省有預應力混凝土電桿、部分預應力混凝土電桿和鋼筋混凝土電桿產品。

（4） 預應力混凝土管樁：用于樁基工程來提高地基與基礎的承載力。目前，云南省有先張法預應力混凝土管樁、預應力混凝土實心管樁、預應力離心混凝土空心管樁、先張法預應力離心混凝土異型樁和預制鋼筋混凝土方樁產品。

（5） 鋼纖維混凝土檢查井蓋：用于位于檢查井口頂部未固定部分，其功能是封閉檢查井口，需要時能夠開啟，目前，云南省有鋼纖維混凝土檢查井蓋和檢查井蓋。

（6）水泥制品新產品：近10 年來，隨著云南省建筑物、市政道路、地鐵、公路、鐵路的建設水平的不斷提高，云南省的鋼筋混凝土綜合管廊、預應力混凝土軌枕、預制鋼筋混凝土化糞池、預制鋼筋混凝土檢查井、公路和鐵路鋼筋混凝土橋梁板、裝配式住宅建筑墻板、預制混凝土襯砌管片等產品得到突飛猛進的發展。

2 云南省水泥制品行業的發展歷史

云南省水泥制品行業發展歷史大體分成以下4 個階段。

2.1 第一階段（1950～1990 年）

這一時期生產水泥制品工藝是以振動成型、離心成型和懸輥工藝成型為主，還有一小部分以手工振搗生產。1957 年，由國家住房和城鄉建設部投資建成的昆明預達制管有限責任公司成立，屬于國有中型企業，1959 年云南電力線路器材廠成立，1965 年云南線路器材廠成立，1970 年大理市水泥制品廠成立，1973 年思茅天都建筑材料廠成立，1981 年昆明市水泥制管廠成立，1990 年前在云南省只有上述這6 家國有企業生產水泥制品，是云南最早生產預應力混凝土管（SYG）、自應力混凝土管、鋼筋混凝土電桿和鋼筋混凝土排水管等產品的企業，隨著國家對國有企業改制，這6家企業現在不在生產水泥制品，已停廠關閉。

這一階段主要有以下幾次較有意義的事件。

（1）1984 年，昆明預達制管有限責任公司在全省首家采用懸輥成型工藝生產小口徑鋼筋混凝土排水管，開創了全省排水管行業的新局面。

（2）1987 年，昆明預達制管有限責任公司在全省首家研發生產采用離心成型工藝生產混凝土輸水管的管芯，制作混凝土輸水管（SYG），開創了全省混凝土輸水管行業的新局面。

（3）1989 年，昆明預達制管有限責任公司在全省首家研發生產采用懸輥成型工藝生產混凝土輸水管的管芯，制作混凝土輸水管（SYG），參編了GB/T5696—2006《預應力混凝土管》，開創了全省混凝土輸水管行業的新局面。

2.2 第二階段（1990～2000 年）

這一時期是我們國家經濟建設發展最快的歷史時期，也是水泥制品工業大發展時期。在此期間，不僅大量生產各種鋼筋混凝土制品和預應力混凝土制品，而且在改革開放方針指引下，云南省水泥制品行業積極從國外引進了先進的制管工藝技術和裝備，為云南省水泥制品的快速發展起到了積極的促進作用。

這一階段主要有以下幾次較有意義的事件。

（1）1992 年，昆明預達制管有限責任公司在全省首家研發生產推出第一家預應力混凝土電桿，為該產品的在我省快速發展起到了積極的推動作用。

（2） 1998 年，昆明順弘水泥制管制品有限公司在全國首家全套引進德國、意大利進口芯模振動工藝（見圖1，圖2)，開創了全國和云南省排水管行業普及芯模振動工藝的新局面。

（3） 1999 年，昆明預達制管有限責任公司利用美國PCCP 技術，在云南省首家研發生產推出具有國際先進水平的預應力鋼筒混凝土輸水管，參編了GB/T19685—2005《預應力鋼筒混凝土管》、GB/T15345—2003《混凝土輸水管試驗方法》，為云南該產品的快速發展起到了積極的推動作用。

圖1 鋼筋骨架滾焊機（意大利）

圖2 芯模振動制管機（德國）

2.3 第三階段（2000～2010 年）

這一時期是云南省部分企業依靠技術進步和創新，開發了科技含量較高的水泥制品新產品。這一階段主要有這幾次較有意義的事件。

（1）2001 年，昆明順弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出鋼纖維混凝土檢查井蓋（見圖3，圖4），參編了GB/T26537—2011《鋼纖維混凝土檢查井蓋》，從此后鋼纖維混凝土井蓋在云南省井蓋市場占據絕大部分市場。

圖3 大量混凝土井蓋在昆明投入使用

圖4 裝飾性鋼纖維混凝土檢查井蓋

（2）2002 年，昆明順弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出大口徑長距離頂進施工法用鋼筋混凝土排水管，參編了GB/T11839—2009《混凝土和鋼筋混凝土排水管》和GB/T16752—2006《混凝土和鋼筋混凝土排水管試驗方法》，該產品打開了非開挖頂進施工在云南省大規模使用的局面。

（3） 2002 年，云南高強管樁有限公司(隸屬云南省設計院) 和有預應力混凝土制品生產經驗的昆明預達制管有限責任公司共同投資組建的股份制企業，于2002 年3 月6 日生產出云南省第一根先張法預應力混凝土管樁，產品先后通過國家水泥制品質量監督檢驗中心及云南省建筑材料產品質量檢驗研究院的抽檢。

（4）2002 年，云南省楚雄恒基管道工業有限責任公司為了第一批農城網改造需要，在云南省第一家研制出大彎矩鋼筋混凝土電桿（開裂檢驗彎矩150kN·m 和300kN·m），經過云南省建筑材料產品質量檢驗研究院檢驗合格。

（5） 2004 年，云南中技管樁公司首創了離心法預應力混凝土空心方樁，具有國際領先水平產品，也是JG197—2006《預應力混凝土空心方樁》國家標準主要制定者之一，經過云南省建筑材料產品質量檢驗研究院對標準技術指標驗證，其計算值和實際生產的結果一致。近10 年來，該樁型在我國發達省份得到了廣泛應用。

2.4 第四階段（2010 年以后）

這一時期是云南省的水泥制品又一次飛躍發展時期，水泥制品企業數量從少到多，規模從小到大，新產品也層出不窮，逐步發展起來。這一階段主要的事件有：

（1） 2010 年，昆明建筑構件有限公司在云南省第一家推出預制混凝土襯砌管片，填補了云南的空白。

（2） 2012 年，昆明順弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出裝飾混凝土地磚，開創了裝飾混凝土小構件時代，裝飾性井蓋、花盆大量推向市場。

（3） 2014 年，云南省楚雄恒基管道工業有限責任公司第一家研制出大彎矩部分預應力混凝土電桿（開裂檢驗彎矩200kN·m 和350kN·m）等高強電桿，用于電網升級改造。

（4） 2015 年，云南省楚雄恒基管道工業有限責任公司在云南省第一家采用立式震動，生產公稱內徑800mm 預應力鋼筒混凝土管的混凝土管芯，管子工作壓力到3.0MPa。

（5） 2016 年，昆明順弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出6 900mm×4 900mm 超大斷面頂進預制方涵，參編了JC/T2456—2018《預制混凝土箱涵》，該產品成功應用于昆明菊花村地鐵人行下穿通道。

（6） 2016 年，昆明順弘水泥制管制品有限公司在云南省第一家推出5600 mm×3200 mm 大斷面開槽埋式預制方涵，成功應用于昆明西昌路篆塘河道改造工程。

（7） 2018 年，云南強力控股集團股份有限公司在云南省第一家推出預應力混凝土實心方樁，組織編寫了云南省《預應力混凝土實心方樁應用技術規范》，該產品成功應用于昆明市西山區21 號片區城中村改造工程，技術指標經過云南省建筑材料產品質量檢驗研究院驗證符合產品設計要求。

（8） 2018 年，文山市千秋業有限公司全面引進廈門千秋業的技術（見圖5），生產帶底座多弧涵管，用于文山市地下綜合管廊建設工程，生產產品有5300 mm×3200 mm 的市政雙倉管廊、3200 mm×3000 mm 的市政單倉管廊和1600 mm×2500 mm 的燃氣倉管廊。

圖5 文山市千秋業有限公司生產的帶底座雙倉管廊

圖6 預應力混凝土實心方樁抗剪性能試驗

3 幾種主要產品30 余年的發展歷史

3.1 鋼筋混凝土排水管發展歷史

3.1.1 鋼筋混凝土排水管的特征

（1） 鋼筋混凝土排水管：是指管壁內配置有單層或多層鋼筋骨架的混凝土圓管。管子按施工方法分為開槽施工管（RCP）和頂進施工（DRCP），管子按連接方式分為柔性接頭管和剛性接頭管。

（2） 鋼筋混凝土排水管的設計使用年限不少于50 年，是一種用途極為廣泛的管子，由于它具有原材料來源廣，生產工藝簡單，產品外壓荷載高，能承受0.10MPa 的內水壓力，耐化學腐蝕強，使用壽命長，維修費用低等特殊優點，被大量地用于市政道路、公路、鐵路等的排水和農田水利排灌工程。

3.1.2 成型工藝

在2000 年以前，云南省大多數鋼筋混凝土排水管企業成型工藝落后，以手工振搗和懸輥成型為主，只有兩家采用離心成型工藝。2000 年以后，隨著城市市政道路建設的快速發展，推動了云南省鋼筋混凝土排水管企業制管技術的提高，成型工藝發展按采用程度多少排列依次為：懸輥成型、立式振搗、芯模振動、立式徑向擠壓及離心成型成型工藝。特別是立式徑向擠壓成型工藝和芯模振動成型工藝近幾年得到迅速發展，立式徑向擠壓成型工藝以生產內徑300～1200 mm 小口徑管為主，芯模振動成型工藝以生產內徑1 500mm以上大口徑管為主。這兩種制管技術在產品質量、生產效率、勞動強度、節能、環保等方面均優于其他工藝。相信在不遠的將來，云南省鋼筋混凝土排水管生產企業采用這兩種成型工藝將會越來越多。

上述幾種成型工藝各有其特點，生產企業只有從根本上避免成型工藝本身帶來的質量問題，才能保證質量，才能保證較高的生產效率，降低生產成本，生產出符合GB/T11836—2009《混凝土和鋼筋混凝土排水管》的產品。各種成型工藝特點分別是：

（1） 懸輥成型的特點：懸輥成型是混凝土在懸輥機輥軸的輥壓力的作用下密實的。其工藝缺點是，混凝土料層厚度很難掌握，制管時填料必須超厚即混凝土厚超過管模的檔圈才能得到輥壓，一般要求管子的成品應超厚2～3mm，這是很難掌握的。又由于管模在使用中檔圈的磨損，造成管子厚度超厚，內壁混凝土塌落，在填料厚度不均勻的情況下，輥壓力的大小也不同，混凝土的密實度不同，強度波動較大。其次，在管子成型時，混凝土受到的機械輥壓力很大，對鋼筋骨架形成相當大的破壞力，容易造成鋼筋骨架移位，鋼筋位置不準確，鋼筋的保護層不能有效控制，嚴重時會造成鋼筋骨架的環向筋和縱向筋間距改變。還有管體混凝土采用干硬性混凝土，造成管子的抗滲性能也較差，該成型方式自動化程度低、勞動強度大、能耗高。

（2） 立式振搗的特點：由于該工藝采用大水灰比塑性混凝土，人工用振動棒分層振搗密實，容易出現過振或漏振現象，造成管體混凝土強度不均勻，并且采用的是流動性較大的塑性混凝土，所以很難把管體混凝土強度做得很高，而且立式振搗的管子上部水分多，集料少，均質性差，插口端面強度低，平整度差，配筋密的地方振搗不密實，該成型方式自動化程度低、勞動強度大、生產效率低。

（3） 芯模振動的特點：芯模振動工藝的特點是管體混凝土采用干硬性混凝土，通過芯模振動，管口擠壓成型。芯模振動工藝自動化程度高，其布料過程，振動過程，管口擠壓過程均通過程序控制自動完成，所以該工藝生產的管材混凝土強度高、管體抗滲性能好，外壓荷載高，允許頂力大，生產效率高，鋼筋環網位置準確，不會出現懸輥工藝鋼筋位移、跳筋、并筋、散筋現象，該成型方式勞動強度低、生產過程中不產生廢漿液，節能、環保。

（4） 立式徑向擠壓的特點：該工藝采用立式生產方法，模具垂直豎立于地面上的底托盤上，承口振動及工位旋轉裝置置于地坑內，擠壓及升降等主要裝置均在地面上。徑向擠壓制管工藝采用半干硬性混凝土，布料機構向管模內喂料，通過擠壓成型頭的高速旋轉擠壓管模間的混凝土，擠壓成型頭的直徑尺寸就是管道的內徑尺寸，擠壓同時上部成型頭以一定速度上升，使之成型，下部休整頭以反方向擠壓、磨光。該成型方式生產效率高（成型時間2～3min）、勞動強度低、自動化程度高、生產成本低、環境污染小等諸多明顯的工藝優勢在云南省逐漸被5 家制管企業認可和應用。

（5） 離心成型的特點：離心成型是管模連同混凝土在離心機上以一定的旋轉速度轉動，混凝土在離心力作用下分布于管模內表面并形成密實的結構，脫模后在管子上纏上環向鋼絲并噴射水泥砂漿。其缺點是混凝土產生內外分層，破壞原設計混凝土級配，降低強度，其強度比普通砼強度降低6%以上，內壁水泥漿層強度降低更大，由于內壁水泥漿層水灰比大、強度低、水泥漿收縮大，在離心制管的過程中將造成管子內壁干縮裂紋，合縫漏漿和外壁粘皮、麻面，該成型方式自動化程度低、勞動強度大、能耗高，生產過程中產生廢漿液污染環境。

3.1.3 管子連接方式

云南省鋼筋混凝土排水管產品的連接方式有8 種，分別是：柔性接頭A 型承插口管、柔性接頭B 型承插口管、柔性接頭C 型承插口管、柔性接頭B 型鋼承口管、柔性接頭企口管、剛性接頭平口管、剛性接頭承插口管、剛性接頭企口管。目前，云南省大多數企業生產的公稱內徑800 mm以上的管子，基本采用了橡膠密封圈連接的柔性接口形式，公稱內徑小于800 mm 仍還有采用水泥砂漿連接的剛性接口形式，頂進施工法用鋼筋混凝土排水管絕大部份采用柔性接頭B 型鋼承口連接方式。

3.1.4 產品規格

云南省頂進施工法用鋼筋混凝土排水管的最大規格目前已達公稱內徑4000 mm，在中石油安寧煉油廠冷卻水的引水工程中得到應用，昆明順弘水泥制管制品有限公司生產公稱內徑4000 mm的外壓荷載和內水壓力指標都高于國家標準和設計標準，在全國創下了地質條件復雜、埋深深度大和輸送距離長的記錄，經受住了施工考驗，給云南的水泥制品行業增添了風彩。目前，云南省大部分鋼筋混凝土排水管企業已從公稱內徑1000 mm以下的小口徑管子發展到2500 mm 的大口徑管子，隨著市政基礎設施的建設，將會逐步增大排水設施的管道口徑。

3.1.5 施工方式

在城市鋼筋混凝土排水管的安裝施工中，頂進施工的方式正在不斷應用，其中柔性接頭B 型鋼承口管用得最多。頂進施工解決了管道鋪設施工中對城市建筑物的破壞和給道路交通帶來的堵塞等問題，是一種新型環保施工方式，近10 年在城市建設中迅速推廣。

3.1.6 生產裝備

近幾年鋼筋混凝土排水管制管裝備快速更新換代，技術含量不斷提高，大多數鋼筋混凝土排水管生產線采用電子自動計量的混凝土攪拌配料裝備，地磅計量被逐步淘汰。鋼筋混凝土排水管用鋼筋骨架已基本采用鋼筋骨架滾焊機制作，云南省還有一小部分作坊式小廠仍然采用手工綁扎鋼筋骨架。

3.1.7 新工藝的應用

先進的工藝及設備決定了產品質量好且穩定，保證了管子的規格尺寸準確和外觀質量，從每年監督抽查的結果看，芯模振動工藝和立式徑向擠壓的管子都是合格率100%，而且每一項規格尺寸和外觀質量檢驗結果都符合GB/T11836—2009《混凝土和鋼筋土混凝土排水管》國家標準中的要求。

截止目前為止，云南省采用立式徑向擠壓成型工藝和芯模振動成型工藝的生產企業有5 家，分別是：云南省活發集團劉總旗水泥有限公司、昆明小街水泥制品有限公司、沾益西平龍華水泥制品廠、文山俊華水泥制品有限責任公司、玉溪均力水泥制品廠。

采用芯模振動成型工藝工藝的生產企業主要有：昆明順弘水泥制管制品有限公司、昆明小街水泥制品有限公司、云南盛博隆管業有限公司、沾益西平龍華水泥制品廠、文山俊華水泥制品有限責任公司等15 家企業。

3.1.8 新工藝生產管子應用的成功案例

2013 年，昆明順弘水泥制管制品有限公司采用立式振搗成型工藝，生產雙膠圈的鋼承口B 型柔性接頭鋼筋混凝土排水管， 在云南省第一家成功推出全亞洲最大公稱內徑4000 mm 超大口徑長距離鋼筋混凝土頂管（見圖7，圖8），成功穿越昆明滇池草海底部1.18km，實現昆明主城污水處理廠尾水外排及資源化利用，獲中國混凝土與水泥制品協會2015 年度技術進步一等獎，此項工程在中國國內是最大的水下頂管工程，該產品經過云南省建筑材料產品質量檢驗研究院檢驗，外壓荷載和內水壓力均符合國家標準和設計要求。

圖7 內徑4000 mm 鋼筋混凝土頂管和微型車大小對比

圖8 內徑4000 mm 鋼筋混凝土頂管外壓荷載試驗