一、行业经济规模

  预制混凝土桩包括先张法离心成型预应力混凝土管桩、先张法振动成型预应力混凝土方桩、先张法离心成型预应力混凝土空心方桩和先张法离心成型预应力混凝土异型桩、预制高强混凝土薄壁钢管桩、后张法离心成型预应力混凝土管桩、振动成型钢筋混凝土方桩、板桩等，与混凝土电杆、混凝土管等传统制品行业相比，预制混凝土桩可以算是一个新兴的行业，得到快速发展不过20多年，与我国的基础设施建设的高速发展同步。据不完全统计，我国的预制混凝土桩生产企业已逾600家，分布在全国24个省市自治区（港澳台除外），全行业预制混凝土桩年产量已达4亿米，其中管桩年产量达3.5亿米。从规模和产能来看,大部分集中在浙江、江苏、广东、福建、安徽、天津等省。

  近几年来，在外部（国际）环境复杂严峻、各种风险挑战变化交织、国际金融危机持续影响下，我国的宏观经济已由高速增长步入新常态，尤其是与预制混凝土桩息息相关的房地产等建筑工程市场，经历了高速发展、投资下滑、需求减少的“过山车”的阶段，由于预制混凝土桩行业历来对政策和市场较为敏感，2015年已从发展顶峰下滑至“低谷”，虽然2016年国家加大了对基础设施建设等固定资产的投入，上半年房地产市场的活跃，使预制混凝土桩行业有些起色，但产能过剩及市场环境依然严峻，总体仍处于低位运行，持续正常生产的企业数量明显减少，且大多处于半负荷生产，有些甚至做做停停。为摆脱困境，一些企业主动转型，拓展产品品种，有的除管桩产品外，生产异型桩、方桩、支护桩等，有的企业则涉足混凝土箱涵、管片、建筑部品、排水管等。

  据不完全统计，1-9月，全行业在产企业约450余家，预制混凝土桩产量约2.3亿米。

  二、装备水平

  经过多年的不断改进，预制桩的生产装备不仅全部实现了国产化，装备的技术性能与国外同类装备也已基本接近。如：钢筋定长切断机、钢筋镦头机、钢筋骨架滚焊机、离心成型机、预应力张拉机、管桩钢模等，已出口东南亚等国家，管桩钢模还出口韩国、日本等国家。近几年来，还开发了泵送喂料设备、自动吊具、自动清模机、自动喷涂脱模剂设备等装备。为了适应行业生产机械化和自动化的发展趋势，减轻操作工人的劳动强度、减少用工数量、改善安全生产环境，有关单位已成功研发了快装模具、快速装拆模装备、自动清模-喷涂脱模剂一体机、钢筋自动切断-送料-镦头-成笼系统、钢筋骨架及钢模自动输送系统等。

  三、标准体系

  预制混凝土桩行业的标准化工作进展顺利，经过行业内专家和技术人员的共同努力，已制定完成的标准有：

  GB13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》（1992 年首次发布，2009 年第二次修订）

  GB/T19496-2004《钻芯检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》（2004 年首次发布）

  GB31039-2014《先张法预应力混凝土异型桩》（2014 年首次发布）

  JC/T822-2003《水泥制品生产用离心成型机技术条件》（1988 年首次发布，2003 年第二次修订）

  JC/T605-2005《先张法预应力混凝土管桩钢模》（1995 年首次发布，2005 年第一次修订）

  JC/T699-2012《水泥制品用钢筋混凝土管钢筋骨架滚焊机》（1998 年首次发布，2012 年第一次修订）

  JC934-2004《预制钢筋混凝土方桩》（2004 年首次发布）

  JC/T966-2005《预应力混凝土用钢棒镦头机》（2005 年首次发布）

  JC/T950-2005《预应力高强混凝土管桩用硅砂粉》（2005 年首次发布）

  JC/T947-2014《先张法预应力混凝土管桩用端板》（2005 年首次发布，2014 年第一次修订）

  JC/T2029-2010《预应力离心混凝土空心方桩》（2010 年首次发布）

  JC888-2001《先张法预应力混凝土薄壁管桩》（2011 年首次发布）

  JC/T2126.6-2012《水泥制品工艺技术规程第6 部分：先张法预应力混凝土管桩》（2012 年首次发布）

  JC/T2162-2012《预应力混凝土管桩安全生产要求》（2012 年首次发布）

  JC/T2163-2012《混凝土外加剂安全生产要求》（2012 年首次发布）

  JC/T 2236-2014《预应力高强混凝土桩用硅砂粉应用技术规程》（2014 年首次发布）

  JC/T 2238-2014《水泥制品用矿渣粉应用技术规程》（2014 年首次发布）

  JC/T 2239-2014《预应力离心混凝土空心方桩用端板》（2014 年首次发布）

  10G409《预应力混凝土管桩》国家建筑标准设计图集（2008 年首次发布，2010 年第一次修订）

  JGJ 272-2010《预制高强混凝土薄壁钢管桩》（2010 年首次发布）等

  四、技术进步与创新发展

  绿色发展是党的十八届五中全会确立的五大发展理念之一，中央经济工作会议明确要求推动绿色发展取得新突破。我国虽然是制造业大国，但并没有完全摆脱高投入、高消耗、高污染的粗放发展模式，资源环境制约十分明显。《中国制造2025》将绿色发展作为主要方向之一，明确提出全面推行绿色制造。近两年，工业和信息化部等部委多次发文，推进绿色制造的全面落实，如工信部联原[2015]309号“关于印发《促进绿色建材生产和应用行动方案》的通知”、工信部节〔2016〕113号“关于印发《绿色制造2016专项行动实施方案》的通知”、工信部规〔2016〕225号“关于印发《工业绿色发展规划（2016-2020年）》的通知”等。

  《工业绿色发展规划（2016-2020年）》中提出“清洁生产水平大幅提升。先进适用清洁生产技术工艺及装备基本普及，钢铁、水泥、造纸等重点行业清洁生产水平显著提高，工业二氧化硫、氮氧化物、化学需氧量和氨氮排放量明显下降，高风险污染物排放大幅削减”（发展目标之一）；“以钢铁、石化、建材、有色金属等行业为重点，积极运用环保、能耗、技术、工艺、质量、安全等标准，依法淘汰落后和化解过剩产能。加快发展能耗低、污染少的先进制造业和战略性新兴产业，促进生产型制造向服务型制造转变。大力调整产品结构，积极开发高附加值、低消耗、低排放产品。大力推进工业能源消费结构绿色低碳转型，鼓励企业开发利用可再生能源，加快工业企业分布式能源中心建设，在具备条件的工业园区或企业实施煤改气或可再生能源替代化石能源，推广绿色照明”（主要任务之一）。

 建材行业属于高消耗、高污染行业，已被列为清洁生产的重点行业。其中，水泥制品行业的生产基本上都需要借助蒸汽养护，尤其是预制混凝土桩行业，还需要使用蒸压釜进行高压蒸汽养护，蒸汽的耗量更大，而产生蒸汽最经济的方法就是用煤锅炉，但燃煤是产生三氧化硫、氮氧化物及微细粉尘等PM2.5污染物的主要原因。在通过减少工业化生产时的燃料消耗来治理大气污染的大背景下，从限制到禁止企业运行小型燃煤锅炉（35吨及其以下）势在必行，预制混凝土桩行业企业使用的燃煤锅炉均在此范围，因此，探索、研究、推广清洁生产技术是预制混凝土桩行业主动转型升级的主要方向之一。行业内大专院校、科研院所、生产企业的专家、学者及科研技术人员为此做了大量的探索、研究、试验工作：

  1、免蒸压与双免养护技术

  （1）免蒸压养护

  在预制桩生产中，高强预制桩主要依靠二次蒸汽养护，以期在较短的时间内使混凝土获得了高强度（C80），但二次蒸汽养护能耗较大，设备投资和维护工作量也大，高压蒸汽养护还产生大量冷凝水，不符合国家的节能减排政策，高强预制桩实现免蒸压生产是必然趋势。因此，预制桩的免蒸压生产技术得到了全行业的重视，经过业内专家和企业技术人员的不断研究、试验，取消蒸压养护，使预制桩混凝土强度在3～7天内达到C80的免蒸压生产工艺已经基本成熟，但由于原材料的品质问题、企业的生产管理问题、生产成本问题等因素制约了免蒸压技术的全面推广应用，需要指出的是，对不同的企业、不同的原材料，不能简单复制，需要结合企业实际进行合理选材和工艺优化。

  （2）双免养护

  随着限制、禁用燃煤锅炉，实施煤改气政策的实施，燃煤锅炉改为天然气锅炉后，燃气成本大幅提高，为降低成本、提高产品价格的竞争力，同时响应国家绿色生产、清洁生产的号召，在预制桩生产中采用双免养护技术已成为预制桩行业技术创新的热点和发展目标。

  所谓双免养护，即免常压蒸汽养护、免高压高温蒸汽养护。双免养护不仅可减少投资、节约能源，而且改善了混凝土的耐久性。已有业内专家和企业技术人员在免蒸压技术的基础上，通过研发新型外加剂，以期再通过免常压蒸汽养护，使预制桩混凝土强度在3～7天内达到C80，研究、试验工作已取得实质性进展，但试验室试验毕竟不同于实际生产，实际生产中各环节的影响因素较多，且对原材料的品质要求较高，生产管控要求高，短时间内双免养护还难以在业内推广应用。

  免蒸压与双免养护技术是预制桩生产企业乃至整个预制桩行业发展目标，符合国家绿色化发展的要求，企业应及早进行技术储备，以应对国家越来越严的绿色制造要求。

  2、蒸汽余热与冷凝水的利用

  （1）蒸汽余热利用

  在预制桩生产中，高强预制桩一般需经过二次蒸汽养护：常温初级养护和高压高温蒸汽养护。高压蒸汽养护降压降温时要排放大量的余汽，这部分余汽的利用，节能效果非常明显。经大量试验和实践，预制桩生产企业采用以下措施对蒸汽余热进行利用：

  ①多条蒸压釜之间高压余汽的互通利用；

  ②蒸压釜余汽互通利用后，釜内剩余低压余汽通入常压养护池利用；

  ③将热电厂低压蒸汽人工升压为高压蒸汽；

  ④将蒸压釜余汽引至锅炉房，辅助加热锅炉进水管或锅炉；

  ⑤北方地区冬季生产，将蒸压釜余汽引至砂石原料堆场或搅拌楼，辅助加热搅拌用水及砂石原料等，以满足预制桩生产需要。

  （2）冷凝水的利用

  预制桩生产中产生的冷凝水主要有两类，一是常压蒸汽养护坑中产生的冷凝水，另一类是蒸压釜中产生的冷凝水。蒸压釜中产生的冷凝水由于量大，企业处理较为头疼。这类冷凝水为蒸压釜内的高温高压水蒸汽在与预制桩制品做热交换过程中，释放热量后在预制桩制品的表面凝结而成；水泥在水化过程中产生的部分Ca(OH)₂将在冷凝水中溶解，使冷凝水呈现较高的pH值，其Ca(OH)₂浓度一般为0.5%～1.5%，因此即使对高温冷凝水进行过滤处理除去杂质后，由于其高硬度高碱度，还不能直接用作锅炉用水，更不能将这些高碱性的高温冷凝水直接排放到河道，造成严重的环境污染。经大量试验和实践，预制桩生产企业采用以下措施对冷凝水进行利用：

  ①将锅炉燃烧后的烟道气体（内含SO₂等酸性气体），通过管道引入冷凝水中，使烟道气体中的SO₂等酸性氧化物与冷凝水中的Ca(OH)₂反应，中和了冷凝水中的部分Ca(OH)₂,降低了冷凝水的碱度和硬度，同时使烟气得到净化；

  ②将蒸压釜冷凝水替代自来水用作混凝土拌合用水，不仅可节约混凝土搅拌用水，降低了冷凝水的废水处理费用，同时，还可以直接降低预制桩的生产成本；

  ③将冷凝水用于常压蒸汽养护坑对带模养护的预制桩进行预加热，可减少蒸汽用量，降低预制桩的生产成本；

  ④将冷却后的冷凝水用于预制桩生产用砂石清洗、机械设备清洗等。

 3、新型能源

  预制混凝土桩行业，需要使用蒸压釜进行高压蒸汽养护，而产生蒸汽最经济的方法就是用煤锅炉，但燃煤是产生三氧化硫、氮氧化物及微细粉尘等PM2.5污染物的主要原因。在绿色发展的大背景下，限制、禁用燃煤锅炉，实施煤改气或可再生能源、清洁能源替代化石能源已是必然趋势，经大量试验和实践，预制桩生产企业采用以下新型能源替代燃煤锅炉已成为现实：

  （1）太阳能

  太阳能是一种取之不尽、用之不竭、无公害无污染的自然能源，利用太阳的辐射能，通过透光的材料对预制混凝土桩进行加热养护。由透光的阳光板、保温材料、密封材料等组成的太阳能养护罩、养护棚、养护窑、养护坑，均可实施对预制桩进行加热养护，由于受自然环境的影响，仅在我国的南方地区或日照时间长的地区适用。

  （2）轻烃混合燃气

  轻烃混合燃气的主要原料为炼油厂、石化厂的副产品轻烃及天然气凝析轻烃，主要成分是戊烷。戊烷具有热值高、安全、环保、使用方便、价格适中等优点，常温下为液态，稍升温即可气化，可作为常规燃料的理想替代品，液态戊烷气化后可满足大气量使用燃气的场合，如燃气锅炉等。经实践，轻烃混合燃气较天然气具有价格优势，并且还可省去铺设专用天燃气管道的投资。为配合轻烃混合燃气的应用，有关单位研究开发了轻烃燃气的发生装置，以液态戊烷和空气为主要原料，通过内部加热装置使液态戊烷气化并和空气储罐输送的空气混合，形成可安全使用且可稳定输配的轻烃混合燃气，通过燃气输送管道输送给燃气设备（锅炉），目前，已有企业在试用。

  五、结语

  根据《促进绿色建材生产和应用行动方案》、《绿色制造2016专项行动实施方案》、《工业绿色发展规划（2016-2020年）》、《混凝土与水泥制品行业“十三五”发展规划》的要求，预制混凝土桩行业发展的重点将围绕落实五大发展理念和建设制造强国、实施绿色制造工程、推动企业转型升级、培育新的经济增长点，做好以下工作：

  （1）重点发展大规格、高承载性能、适应不同环境和工程结构要求的预制混凝土桩产品；

  （2）研发及优化完善免蒸养、免蒸压预制混凝土桩用新型外加剂；

  （3）优化预制混凝土桩基础结构设计，推广节能、环保、安全、高效的生产工艺及装备，扩大预制混凝土桩的应用范围；

  （4）研究开发自动化（智能化）成型技术、免蒸养及免蒸压养护技术、复合结构设计技术、清洁能源养护技术；

  （5）桩基础组合配桩设计技术、新型植桩施工技术；

  （6）开发带扩头功能的引孔植桩机组、中掘植桩机组等新型植桩施工装备。