中國混凝土外加劑技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

      1986年，中國建材協(xié)會(huì)混凝土外加劑分會(huì)在原中國建筑材料科學(xué)研究院副院長黃大能先生倡議和領(lǐng)導(dǎo)下成立。20年來，中國建材協(xié)會(huì)混凝上外加劑分會(huì)以企業(yè)為中心，以服務(wù)為宗旨，以開拓國內(nèi)外市場為主題，團(tuán)結(jié)全體會(huì)員單位，遵紀(jì)守法，優(yōu)質(zhì)服務(wù)，自律自強(qiáng)，誠信經(jīng)營，用高新技術(shù)和先進(jìn)技術(shù)來改造、提升行業(yè)技術(shù)水平，加快技術(shù)進(jìn)步步伐，全面提高行業(yè)整體素質(zhì)，為國家建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)混凝土外加劑。值此混凝上外加劑分會(huì)成立20周年之際，混凝土外加劑分會(huì)對(duì)全國混凝土外加劑行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了全面的分析。        

      一、混凝土外加劑在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和混凝土技術(shù)發(fā)展中的重要作用        

      混凝上外加劑的特點(diǎn)是摻量少、作用大，所以有入將其比作食品中的調(diào)味素，也有人稱其能起“四兩撥千斤”的作用。自20世紀(jì)30年代被發(fā)現(xiàn)以來，混凝土外加劑不斷得到發(fā)展和應(yīng)用，已成為混凝上配比中不可缺少的第五組分，其產(chǎn)品的優(yōu)劣，能影響到我國每年數(shù)千億元基礎(chǔ)設(shè)施混凝上工程質(zhì)量的好壞、耐久性和使用壽命，影響到國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?；炷贤饧觿┑闹匾饔弥饕w現(xiàn)在兩點(diǎn)：       

      1．改善了混凝土性能，促進(jìn)了混凝土施工技術(shù)革命。   
    
      混凝土外加劑品種較多，功能各異。使用各種不同品種的外加劑，可以達(dá)到不同的效果。近年來，外加劑新品種和應(yīng)用技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，促進(jìn)了混凝土施工新技術(shù)的發(fā)展。如：建筑高度420.5米的88層超高層建筑——金茂大廈，施工通過應(yīng)用泵送劑和泵送技術(shù)將混凝上一泵到頂；以百年耐久性設(shè)計(jì)為目標(biāo)的舉世矚目的三峽大壩工程；自然條件嚴(yán)酷的青藏鐵路順利施工等都對(duì)混凝土性能及配制技術(shù)提出了很高的要求，這些高難技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)都離不開混凝上外加劑?，F(xiàn)在，幾乎所有重要的混凝土工程、所有的混凝土攪拌站均使用各類外加劑。       

      2．節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。       
    
      混凝土外加劑在混凝土中的使用，促進(jìn)了工業(yè)副產(chǎn)品(如磨細(xì)礦渣、粉煤灰及硅灰等)的應(yīng)用，還能減少混凝上中水泥的用量，一般可以節(jié)約水泥10%～15%左右，這就意味著一個(gè)工程可以節(jié)約成千上萬噸的水泥，在節(jié)約資源，減少熟料燒成帶來的環(huán)境污染方面有著重要的作用。       

    在環(huán)境保護(hù)日漸重要的今天，混凝土外加劑在混凝土生產(chǎn)中的環(huán)保作用更加顯現(xiàn)。普通減水劑(木質(zhì)素磺酸鹽減水劑)生產(chǎn)使用的原料就是造紙廢液，每生產(chǎn)1噸木質(zhì)素磺酸鹽減水劑可以消納濃度為40%的廢液、2.5噸造紙廢液。廣東甘化廠、吉林石硯化工廠等一批企業(yè)利用當(dāng)?shù)卦旒垙U液生產(chǎn)具有緩凝作用的普通減水劑，避免了廢液直接排入江河中造成環(huán)境污染，在取得良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，為保護(hù)環(huán)境做出了突出的貢獻(xiàn)。外加劑在商品混凝土中使用，在改善和提高混凝上各種物理性能、延長建筑工程的使用壽命的同時(shí)，還減少了混凝土現(xiàn)場攪拌時(shí)產(chǎn)生的粉塵污染和施工噪音，改善了現(xiàn)場施工環(huán)境。    
     
      二、我國混凝土外加劑技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀  

      國際上自上世紀(jì)30年代開始使用混凝土外加劑。我國自上世紀(jì)50年代開始研制和少量使用混凝土外加劑；70年代外加劑行業(yè)開始興起；在1982年和1986年分別成立中國混凝土外加劑學(xué)會(huì)和中國混凝土外加劑協(xié)會(huì)后，科研隊(duì)伍不斷發(fā)展壯大，生產(chǎn)企業(yè)不斷增加，新產(chǎn)品不斷研制開發(fā)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展擴(kuò)大。經(jīng)過近30年的努力，我國的外加劑行業(yè)已經(jīng)得到長足的發(fā)展，目前我國外加劑技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀大致可歸納總結(jié)為：          

      1．合成技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展，萘系高效減水劑為主，新品種合成高效減水劑快速發(fā)展。      
    
      合成高效減水劑是混凝土外加劑中最為重要的一類產(chǎn)品，可以單獨(dú)使用，也可以與其他產(chǎn)品復(fù)配使用。到2005年底，全國共有合成高效減水劑企業(yè)200家，其中規(guī)?；髽I(yè)近80家，年產(chǎn)高效減水劑111萬噸，年銷售收入約51億，位居世界第—。其中，萘磺酸鹽甲醛縮合物高效減水劑占到全部合成高效減水劑產(chǎn)量的80%左右。我國萘系高效減水劑生產(chǎn)工藝成熟穩(wěn)定，產(chǎn)品已經(jīng)接近國外的水平，但是半數(shù)以上的企業(yè)規(guī)模太小。性能更好的高濃高效減水劑(Na2S04的含量小于5%)的用量還不到5%。      
    
      近5年來，我國合成高效減水劑產(chǎn)品多樣化，是目前高效減水劑技術(shù)發(fā)展的特色之一。從原來較為單一的萘系產(chǎn)品向氨基磺酸鹽、新型三聚氰胺、脂肪族、聚羧酸鹽等多品種共同發(fā)展。新型高效減水劑生產(chǎn)工藝比萘系簡單，投資比萘系少，在性能上又具有明顯的特點(diǎn)，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，可與國外產(chǎn)品質(zhì)量相比。聚羧酸鹽高效減水劑研究和生產(chǎn)也是我國高效減水劑發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)。國內(nèi)目前有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)企業(yè)包括上海建筑科學(xué)研究院外加劑廠、江蘇省建筑科學(xué)研究院、中國建筑科學(xué)研究院等。     
    
      2．混凝土外加劑品種齊全，產(chǎn)品性能不斷提高。 
    
      我國混凝土外加劑品種很多，如能夠降低混凝土用水量、提高混凝土強(qiáng)度的高效減水劑，用于調(diào)整混凝土凝結(jié)時(shí)間的緩凝劑、促凝劑，要減少混凝土收縮開裂時(shí)使用的膨脹劑、減縮劑，能提高混凝土的抗凍融性能、延長混凝土的使用壽命的引氣劑，在冬季負(fù)溫條件下施工時(shí)使用的防凍劑等等，基本能夠滿足我國現(xiàn)有條件下施工的各種混凝土性能的要求。國外有的品種在國內(nèi)幾乎都有，目前在國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里已經(jīng)對(duì)14種外加劑產(chǎn)品的性能有了明確規(guī)定。 
    
      混凝±施工技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了各種外加劑的升級(jí)換代。2005年混凝土膨脹劑的年產(chǎn)量達(dá)100萬噸，比1999年的年產(chǎn)25萬噸翻了兩番，混凝土膨脹甜也由高堿高摻(15%—20%)、中堿中摻(10%-12%)逐步向低堿低摻(6%-8%)發(fā)展。     
    
      以前我國速凝劑幾乎全為粉狀的速凝劑。近兩年里無堿液體速凝劑產(chǎn)量有了明顯增加，大大減少了作業(yè)面的粉塵數(shù)量，降低噴射混凝土后期強(qiáng)度損失，提高了噴射混凝土工程質(zhì)量。   
     
      引氣劑在泵送劑、防凍劑等復(fù)合型外加劑中得到廣泛使用，2005年產(chǎn)量在8000噸左右。傳統(tǒng)的松香皂類引氣劑也被進(jìn)行多種方法的改性，新型三萜皂甙類引氣劑也有多個(gè)廠家生產(chǎn)。    
    
      總體看來，我國復(fù)合外加劑的配制技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)都在不斷完善和提高過程中。 

      3．自動(dòng)化生產(chǎn)剛剛起步，大型企業(yè)開始全面自動(dòng)化生產(chǎn)，中小企業(yè)尋求關(guān)鍵工藝的自動(dòng)化控制。
    
      傳統(tǒng)外加劑生產(chǎn)過程中，計(jì)量、溫度控制、反應(yīng)時(shí)間控制、加料等過程都是人工操作，常常出現(xiàn)誤差和錯(cuò)誤，輕則造成質(zhì)量波動(dòng)，重者出現(xiàn)廢品。利月自動(dòng)化控制技術(shù)，改進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是我國混凝土外加劑生產(chǎn)技術(shù)提高的重要途徑之一，也是我國混凝土外加劑生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的方向。    
    
      目前全自動(dòng)化生產(chǎn)線的技術(shù)含量較高、投資費(fèi)用還較高，江蘇博特新材料新材料有限公司、山東省建筑科學(xué)研究院、佛山瑞安建材有限公司、浙江五龍化工有限公司等一批新建和改建生產(chǎn)線的大型企業(yè)開始嘗試全自動(dòng)化生產(chǎn)，并取得良好效果。     
    
      4．混凝土外加劑的綠色化生產(chǎn)技術(shù)還需加強(qiáng)。    
    
      與其他建筑材料一樣，混凝土外加劑的綠色化生產(chǎn)越來越被重視。外加劑生產(chǎn)企業(yè)也明顯感到環(huán)保壓力，注意到生產(chǎn)區(qū)與居民區(qū)的隔離和生產(chǎn)壓力容器的安全問題。    
    
      在外加劑綠色化生產(chǎn)技術(shù)方面，開展了多種途徑綜合利用廢渣等方面的研究和應(yīng)用。生產(chǎn)企業(yè)十分注意減少生產(chǎn)過程中廢氣的排放，利用循環(huán)水等。今后還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)外加劑各種原料、成品環(huán)保性能的評(píng)價(jià)，一些復(fù)合外加劑廠應(yīng)加裝除塵設(shè)備，收集生產(chǎn)車間的粉塵，改善生產(chǎn)條件，保障工人安全。    
    
      2005年全國草漿、葦漿及竹漿生產(chǎn)的普通減水劑產(chǎn)量在4萬噸左右，作為復(fù)合外加劑的原料得到大量應(yīng)用，但是其性能與木質(zhì)素含量較高的松木造紙廢液中制取的木鈣減水劑有很大不同，今后尚須加強(qiáng)應(yīng)用技術(shù)的研究。