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  一、概述

  受日本豐田工機株式會社、電氣化學工業株式會社等公司邀請，中國混凝土與水泥制品協會（CCPA）于2016年6月1日～6月8日，組團赴日考察。考察團由協會副秘書長張慶歡任團長，國際合作部陳輝以及來自各企業的代表等10人組成。期間考察團訪問了電氣化學工業株式會社（Denka）、混凝土制品生產企業武井工業所株式會社和不二工業株式會社等公司，參觀了日本混凝土制品企業生產線并與日本有關專家就日本混凝土及混凝土制品先進技術工藝及精細管理經驗等進行了深入交流。

  二、電氣化學工業株式會社（Denka）介紹及交流內容

  電氣化學工業株式會社成立于1915年，主要業務板塊包括高分子化學產品部門--高性能橡膠、機能性樹脂；城市建設產品部門--基礎設施建設產品；有機高分子化學技術部門--電子相關產品；以及環保產品。Denka自1968年憑借"DENKA CSA"進入混合材料領域以來，至2004年7月，在此領域中申請專利總數達到了1554件。經過30年的努力，現在作為業界的一流企業，以立志于開發出"可以掩蓋所有現有混凝土缺點的材料"為目標，源源不斷的向市場提供膨脹劑、速凝劑、快硬材料、注入材料、無收縮材料、高強度材料等多種混合材料。在日本國內，用于減少混凝土裂紋和提高混凝土二次產品強度的膨脹劑"CSA"；用于機械基礎、橋梁柱腳、建筑抗震加固、結構物接風灌漿的灌漿材料"TASCON"；噴射混凝土用速凝劑"NATMIC"；高強度混凝土、離心力成型高強度混凝土用高強度材料。這四大產品在日本混凝土行業中占有最高份額。

  膨脹劑作為有效控制裂縫的手段之一在日本被廣泛應用，其用量達到70000噸每年。近年來膨脹劑在商品混凝土中的應用增長率更為顯著，為了促進膨脹劑的應用，開發了膨脹劑施工現場應用方法、現場膨脹劑簡易測量方法等配套技術。

  在交流過程中，Denka的技術團隊首先介紹了"Denka CSA"系列膨脹材料。"Denka CSA"研發于1964年，主要應用于飾面砂漿，混凝土結構物的抗干燥收縮、降低裂縫的發生率、提高混凝土抗滲性等。其主要成分是硫鋁酸鈣、石灰、石膏等共同粉磨而成的無機膨脹劑。鋼筋混凝土預制構件中使用膨脹劑可在混凝土中導入化學預應力及鋼筋殘余應力，提高構件的抗裂性能及體積穩定性。膨脹混凝土可以通過鋼筋用量的調整、現場施工等手段可實現結構斷面薄層化減輕結構自重等目的。

  在交流過程中，相關技術人員還針對日本的城市地下綜合管廊進行了簡單介紹。在日本，電線共同溝被稱為"CCBOX"。其中第一個"C"代表共同體（Community），通信（Communication）, 緊湊（Compact）的英文首字母；第二個"C"為電纜（Cable）的英文首字母；Box可以理解為箱涵。CCBOX是埋設在步行道下面的管廊，承載能力較低，主要埋設電話線、電線、網絡電纜等。"共同溝"埋在車道的下面電話線、電線、天然氣、上下水等承載能力較高。

  城市道路網路在城市規劃、城市形象等方面無形中構成了城市的骨架，構成了城市通風、采光、綠化、美化、游覽、社交的空間。在遇到火災、地震等災害的時候，城市道路可發揮其防火隔離帶以及金金屬塞避難場所的作用。城市道路往往是路燈、電話、電線、通信、城市燃氣、上下水道、工業用水、城市供暖供熱等各種城市生命線的架設、埋設的場所。隨著城市的高密度化、高利用化的發展，各種地下埋設物呈明顯增長趨勢。通常各種管線的埋設、管理往往獨立進行，這就給管線的檢查、維護、保養帶來了許多問題。由于埋設正確位置較難把握必然造成反復開挖路面的局面。在許多情況下，由于施工場地狹小、施工復雜，一般來講施工的工期較長，給道路交通功能的正常發揮帶來了極大的負面影響。為減少這種負面影響，將道路的附屬設施集中起來，共同設置于一種地下構筑物空間內進行管理。日本在昭和61年即1986年制定了為期22年的電線共同溝發展規劃，其目的在于將城市中地上電桿電纜轉移至地下，至2008年共完成總共8500km的電線共同溝的鋪設。一方面降低由地震臺風引起的次生災害的風險；另一方面可以改善城市景觀環境；同時能夠提高城市基礎設施收容空間。圖1中可以看出在進行電線管廊施工后城市人行道進行了拓寬，城市美化程度有了很大的提高。

  
圖1. 電線管廊施工前（左）后（右）對比圖

  隨著混凝土制品技術的進步，共同溝的施工方式和管線埋設方式也有著技術上的變革（圖2）。從平成7年（1995年）至平成10年（1998年）采用單獨管路方式對管線進行填埋和鋪設，這種方法基坑土方開挖量較多，每根管線單獨埋設；1999年至2003年采用部分線路單獨埋設方法，土方開挖量為95.8%；從2004年開始，開發了新的埋設方式共用FA方式（圖3）即部分管線一起置于同一個箱涵中，這種方法降低挖土方量縮短工期降低成本。

  
圖2. 施工埋設演變示意圖

  圖3. 共用FA埋設方式示意圖

  在共同溝材料的選擇上對鋼筋混凝土、預應力混凝土、樹脂混凝土三種材料的討論總結如表1所示。樹脂混凝土具有自重小，抗拉強度高，施工方便的特點。但是其耐火性差，存在安全隱患。鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土自重大，需要養護，但是成本相對較低而且具有較高的耐火性。材料不同，性能各異，根據埋置管線的特點選取不同材料的箱涵進行鋪設。

  表1. 鋼筋混凝土、預應力混凝土、樹脂混凝土三種材料對比

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  三、豐田工機株式會社簡介

  豐田工機株式會社成立于1966年，為混凝土制品用模具、配套設備以及自動生產線的專業設計制造公司，為日本國內提供高技術含量的混凝土制品模具、配套設備、全自動生產線等產品及技術支持和服務，并向世界各國提供產品和服務。

  混凝土制品模具主要有：隧道管片系列制品模具；方涵、電力隧道和共同溝系列制品模具（圖4）；大型綠化生態護坡、魚礁和綠色擋土墻系列制品模具；暗式排水溝系列制品模具；各種圓形方形窨井制品模具；各種U字溝、路緣石等制品模具；可變坡度路邊排水溝系列制品模具；新干線、高速鐵道用枕木系列模具等14種。該公司制造的生產線和設備主要有：多品種小批量生產的混凝土預制品FMS生產線；自動推車式搬送生產線（用于生產道路側溝等較長的制品以及一個模具同時澆注多個制品）；振動臺；澆注設備；脫模設備等。

  
圖4. 方涵、電力隧道和共同溝系列制品模具

  混凝土制品生產企業武井工業所株式會社和不二工業株式會社所使用的生產線和模具全部或部分采用的是由豐田工機株式會社所生產。

  四、參觀考察混凝土制品公司

  1. 武井工業所株式會社及其混凝土制品

  成立于1939年，生產混凝土制品。共有四個工廠，參觀的巖瀨工廠位于東京市東北方的茨城縣，占地面積72300m2，工廠共有45人，包括8名管理人員，18個一線工人，鋼筋加工部門19個人，銷售等服務部門10人，工作時間為早8點至晚5點。混凝土生產量為26000t/年。最暢銷產品為L形擋土墻，高度最高均為5m；其次為大型排水溝，最大長度為2m，高度為2m。長方形排水側溝（圖5）自2001年生產至今全日本共鋪設了826km，共418125根。長方形排水側溝的斷面為正方形，尺寸250mm~600mm不等，最大長度為2m。所有產品的標準依據均為JIS日本工業標準。圖6為部分混凝土制品的圖片。混凝土制品堆放井然有序如圖7所示。

  
圖5. 長方形排水側溝

  圖6. 擋土墻、圍墻、排水溝等混凝土制品

  
圖7. 整齊堆疊的混凝土制品堆場

  2. 不二工業株式會社及其混凝土制品

  不二工業株式會社成立于1970年，為日本基礎設施建設生產混凝土制品。不二工業株式會社共有2個工廠，本社工廠和多久工廠。兩工廠位于武雄市佐賀縣。考察團對兩個工廠都進行了參觀考察。主要產品有給排水管道系列，航道混凝土制品系列，河堤用混凝土制品，擋土墻，公路鋪設混凝土制品，裝飾混凝土制品等，產品總數有100多種，小到家用晾衣桿配種砌塊（圖8），大到混凝土箱涵（圖9）以及消防儲水罐（圖10）。部分小體積混凝土制品見圖11，混凝土制品吊具細節圖見圖12。

  
圖8. 混凝土配重砌塊

  圖9. 混凝土箱涵

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  圖10. 消防儲水混凝土制品

  圖11. 小體積預制混凝土制品

  圖12. 能夠進行360°旋轉的吊具

  五、考察體會

  為期8天的日本預制混凝土制品生產及應用令大家受益匪淺。深刻體會到了日本精益生產精髓和以人為本的企業核心競爭力，立足本業發展，兢兢業業。我們對日本的混凝土制品的生產和應用有了進一步的認識和了解。

  （1）日本的混凝土制品的設計體現了精心、細致、以人為本的原則，結構上以性能要求為準則。

  （2）自動化程度高，機械化生產降低工人勞動量，降低人工成本，作業環境安全。

  （3）注重細節，從產品的設計、生產、運輸、維護等環節每一步都進行精心策劃和設計，小到一個吊具的設計和安裝都充斥著日本制造的精細與質量。

  （4）設備質量和品質高，模具是混凝土制品質量的保證，制品的形狀尺寸精度以及外觀都來自于模具的精度。不二工業株式會社的一套模具使用了30多年，仍然保持較高的水密性，澆筑過程中不漏漿。為企業節約成本，降低設備維護和投資成本。

  由于時間的限制，對日本預制混凝土制品還缺乏深度了解。通過考察，我們也更加深刻地認識預制混凝土制品在中國研發的重要性和發展前途。在生產工藝改進、應用技術研究、規范標準編制、人員培訓和試點工程推廣應用等多方面還需進一步加大、加快發展步伐，特別應重視相關領域應用技術研發和標準規范制修訂工作，加大與相關企業的合作力度。