2013年我國(guó)混凝土外加劑生產(chǎn)情況調(diào)查及分析
猶如食品中的“味精”，混凝土外加劑的摻加能夠顯著改善新拌混凝土的流動(dòng)性、和易性，提高硬化混凝土強(qiáng)度和耐久性，促進(jìn)混凝土新技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)工業(yè)廢渣加工的副產(chǎn)品在膠凝材料系統(tǒng)中更多的應(yīng)用，有助于節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)，已經(jīng)逐步成為優(yōu)質(zhì)混凝土必不可少的材料。
近年來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)保持高速增長(zhǎng)，鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)、煤礦、市政工程、核電站、大壩等工程對(duì)混凝土外加劑的需求持續(xù)旺盛，我國(guó)混凝土外加劑行業(yè)也一直處于高速發(fā)展階段，逐步形成了一個(gè)品種齊全、規(guī)模漸大、產(chǎn)銷(xiāo)持續(xù)增長(zhǎng)、產(chǎn)品性能不斷提高的局面。
生產(chǎn)情況
中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)混凝土外加劑分會(huì)每?jī)赡赀M(jìn)行一次全國(guó)范圍的混凝土外加劑生產(chǎn)情況大調(diào)查，其目的是掌握行業(yè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，為制定行業(yè)發(fā)展政策提供準(zhǔn)確依據(jù)。由于外加劑產(chǎn)品品種多，且尚未列入國(guó)家統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，加之全國(guó)外加劑生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模差異大，因此開(kāi)展全國(guó)范圍內(nèi)的統(tǒng)計(jì)是一項(xiàng)非常辛苦和艱巨的工作。
2013年10月~2014年3月，分會(huì)通過(guò)下屬會(huì)員單位、重點(diǎn)聯(lián)系企業(yè)、行業(yè)專(zhuān)家的專(zhuān)項(xiàng)調(diào)研等途徑得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再結(jié)合相關(guān)行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析后形成2013年全行業(yè)各品種混凝土外加劑產(chǎn)量，見(jiàn)下表。
1. 合成減水劑
合成減水劑是外加劑品種中最重要的產(chǎn)品，可以單獨(dú)使用，也可以作為各種復(fù)配產(chǎn)品的母料使用。我國(guó)合成減水劑的產(chǎn)量居世界產(chǎn)量的第一位。按照GB 8076 《混凝土外加劑》的劃分，合成減水劑分為三種：高性能減水劑（以聚羧酸系減水劑為代表）、高效減水劑（以萘系等減水劑為代表）和普通減水劑（以木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)為代表）。2013年我國(guó)合成減水劑總產(chǎn)量約954.24萬(wàn)噸，比2011年的645.36萬(wàn)噸增加了48%。
（1）萘系、脂肪族等高效減水劑產(chǎn)量在持續(xù)增加。2013年萘系減水劑357.59萬(wàn)噸，比2011年的302.6萬(wàn)噸增長(zhǎng)18%，仍然是高效減水劑中量大面廣的品種；2013年脂肪族減水劑68.17萬(wàn)噸，比2011年的62.2萬(wàn)噸增長(zhǎng)9.6%。由于脂肪族減水劑減水率高、價(jià)格較為便宜，主要用于外加劑的復(fù)配，江蘇、河南、浙江、廣東等省市為脂肪族減水劑生產(chǎn)的大省。由于使用歷史較長(zhǎng)，其合成工藝技術(shù)成熟穩(wěn)定，應(yīng)用技術(shù)都十分成熟；特別是對(duì)砂石質(zhì)量較差的混凝土，萘系、脂肪族高效減水劑更是有著不可替代的作用。
（2）聚羧酸系減水劑產(chǎn)量和所占比例都在持續(xù)增加。以聚羧酸鹽類(lèi)為主要成分的高性能減水劑具有一定的引氣性，較高效減水率和良好的坍落度保持性能，是環(huán)保型的外加劑。2000年我國(guó)開(kāi)始聚羧酸系減水劑的生產(chǎn)和應(yīng)用，2007年高速鐵路建設(shè)帶動(dòng)聚羧酸系高性能減水劑迅猛發(fā)展，2011年，全國(guó)各地?cái)嚢枵娟懤m(xù)將聚羧酸系減水劑應(yīng)用在中低標(biāo)號(hào)泵送混凝土中，使得產(chǎn)量有了大幅度增加。2013年依據(jù)各省聚羧酸系減水劑生產(chǎn)量累加，全國(guó)聚羧酸系減水劑總產(chǎn)量為497.8萬(wàn)噸，比2011年的239.1萬(wàn)噸增長(zhǎng)108%。其原因在于：聚羧酸系減水劑是綠色環(huán)保型產(chǎn)品，性能優(yōu)異，生產(chǎn)和使用過(guò)程無(wú)污染；另一方面，其原料供應(yīng)情況較好，價(jià)格較平穩(wěn)，減水劑產(chǎn)品價(jià)格下降至較合適的水平，目前聚羧酸系減水劑在混凝土中的使用成本幾乎與萘系減水劑持平。
聚羧酸系減水劑在商品混凝土中大量應(yīng)用也遇到一些問(wèn)題，如：砂石含泥量高影響減水效果、坍落度損失大，這是需要今后研究解決的問(wèn)題之一。
近年來(lái)，新一代聚羧酸系高性能減水劑在快速發(fā)展。2013年聚羧酸系高性能減水劑占合成減水劑總產(chǎn)量的52.2%，比2011年（37.1%）增加15.1個(gè)百分點(diǎn)；高效減水劑（萘系、密胺系、氨基磺酸鹽、脂肪族和蒽系減水劑）占合成減水劑總產(chǎn)量的46.5%，比2011年（60.2%）下降了13.5個(gè)百分點(diǎn)。
（3）優(yōu)質(zhì)木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)量有所下降。木質(zhì)素磺酸鹽減水劑是常用的普通型減水劑，其減水率為8%～10%，可以直接使用，也可作用復(fù)合型外加劑原料之一，因價(jià)格較便宜，在我國(guó)的使用還是較廣泛的，如上海利用它配制成中效泵送劑，較廣泛的用于商品混凝土。木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)減水劑2009年的產(chǎn)量約35.06萬(wàn)多噸，產(chǎn)品包括木鈣、木鎂、木鈉等。但2011年（18.01萬(wàn)噸）和2013年（12.5萬(wàn)噸）兩次統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，我國(guó)木質(zhì)素磺酸鹽減水劑產(chǎn)量和應(yīng)用量在持續(xù)下降，目前僅有石峴和錦州兩家較大規(guī)模的企業(yè)在生產(chǎn)。木質(zhì)素磺酸鹽減水劑是利用造紙廠的造紙廢液生產(chǎn)的普通減水劑，變廢為寶，并且解決了對(duì)環(huán)境污染的難題；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格適中、應(yīng)用范圍廣，是一種應(yīng)該大力推廣使用的外加劑產(chǎn)品。
2.膨脹劑
膨脹劑的主要特性是摻入混凝土后起抗裂防滲作用，它的膨脹性能可補(bǔ)償混凝土硬化過(guò)程中的收縮，在限制條件下成為自應(yīng)力混凝土。我國(guó)生產(chǎn)膨脹劑主要品種有：U型膨脹劑（生、熟明礬石，硬石膏等組成）、復(fù)合膨脹劑（CEA）、鋁酸鈣膨脹劑（AEA-高強(qiáng)熟料、天然明礬石、石膏）、EA-L膨脹劑（生明礬石、石膏等組成）、FN-M膨脹劑（硫鋁酸鹽混凝土膨脹劑）、CSA微膨脹劑（硫鋁酸鹽等）、脂膜石灰膨脹劑（石灰、硬脂酸等）。生產(chǎn)企業(yè)眾多，集中在山東、河南、山西、四川、湖南、安徽、天津等省市。近幾年膨脹劑產(chǎn)量（2009年約126.36萬(wàn)噸，2011年約135萬(wàn)噸，2013年約150萬(wàn)噸）在穩(wěn)步增加，滿足了剛性防水和補(bǔ)償收縮混凝土的需求。但我國(guó)膨脹劑企業(yè)一般規(guī)模較小，少數(shù)企業(yè)年產(chǎn)量能達(dá)到10萬(wàn)噸以上；存在較為嚴(yán)重的惡意競(jìng)爭(zhēng)、個(gè)別企業(yè)的產(chǎn)品以次充好等不規(guī)范行為，其銷(xiāo)售市場(chǎng)還需要逐步走向規(guī)范和成熟。
3.引氣劑
引氣劑是在攪拌時(shí)加入的能夠在砂漿和混凝土中引入大量均勻分布的、封閉的、微小氣泡，并能使氣泡保留在硬化混凝土中的外加劑。引氣劑常用來(lái)改善塑性砂漿和混凝土和易性，減少泌水和離析；同時(shí)提高抗凍性，大幅度提高砂漿和混凝土的耐久性。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用量較多的引氣劑是松香熱聚合物和皂甙類(lèi)引氣劑。近幾年，引氣劑產(chǎn)量一直在持續(xù)增長(zhǎng)，2009年引氣劑總產(chǎn)量為1.63萬(wàn)噸，2011年產(chǎn)量達(dá)到3.36萬(wàn)噸，2013年產(chǎn)量達(dá)到3.79萬(wàn)噸。引氣劑的快速發(fā)展是由于人們更加重視混凝土耐久性所致。
4. 速凝劑
速凝劑是調(diào)節(jié)混凝土（或砂漿）凝結(jié)和硬化速度的外加劑，它能加速水泥的水化作用，顯著縮短凝結(jié)時(shí)間，用于噴射混凝土施工。由于鐵路、公路、煤炭行業(yè)建設(shè)大規(guī)模增長(zhǎng)，速凝劑產(chǎn)量保持增長(zhǎng)。用于濕噴的液體無(wú)堿速凝劑是發(fā)展方向。2013年粉狀速凝劑產(chǎn)量有較大幅度的增長(zhǎng)，主導(dǎo)產(chǎn)品主要是粉狀產(chǎn)品，由2011年的99.2萬(wàn)噸增至2013年的107.65萬(wàn)噸，增加8.5%。無(wú)堿或低堿的液體速凝劑產(chǎn)量仍然較少（3.45萬(wàn)噸），原因可能是其價(jià)較貴、鐵路市場(chǎng)需求嚴(yán)重下降所致。今后應(yīng)研發(fā)有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的、摻量適宜的液體速凝劑。
5. 緩凝劑
緩凝劑產(chǎn)品主要有糖鈣、糖蜜、葡萄糖酸鈉、檸檬酸等。2013年緩凝劑總量為6.02萬(wàn)噸，與2011年的產(chǎn)量（5.95萬(wàn)噸）基本持平。
行業(yè)發(fā)展情況
1.外加劑行業(yè)處在不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)發(fā)展階段
從中國(guó)建材聯(lián)合會(huì)混凝土外加劑分會(huì)會(huì)員數(shù)量每年的增減情況來(lái)看，外加劑行業(yè)有些企業(yè)是不穩(wěn)定的、不斷變化的，說(shuō)明外加劑行業(yè)尚處于動(dòng)態(tài)發(fā)展階段。2012年~2013年的兩年時(shí)間里，外加劑分會(huì)新增會(huì)員單位86家，同時(shí)清退40家企業(yè)（大部分是因?yàn)槭袌?chǎng)、資金等原因停業(yè)）。
2.大型企業(yè)在尋求規(guī)?；蜕鲜?/strong>
近年來(lái)，外加劑行業(yè)的大型企業(yè)在不斷穩(wěn)定發(fā)展，逐步規(guī)?；?，表現(xiàn)在不斷把生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模做大、全面開(kāi)始自動(dòng)化生產(chǎn)、籌劃和準(zhǔn)備上市。
近幾年，科之杰新材料集團(tuán)有限公司已在8個(gè)省、直轄市建立了10個(gè)生產(chǎn)基地，擁有福建廈門(mén)、福建漳州、重慶璧山、貴州龍里、河南新鄉(xiāng)、陜西藍(lán)田、廣東佛山、浙江嘉善、浙江金華、湖南湘潭10個(gè)混凝土外加劑研究與產(chǎn)業(yè)化基地，擁有萘系、脂肪族、氨基、聚羧酸等多條減水劑合成生產(chǎn)線，年設(shè)計(jì)合成生產(chǎn)能力43萬(wàn)噸，復(fù)配生產(chǎn)能力70萬(wàn)噸，可提供30余種混凝土外加劑及相關(guān)產(chǎn)品。
部分外加劑生產(chǎn)企業(yè)為尋求資金、謀劃更大的發(fā)展，同時(shí)為了規(guī)范經(jīng)營(yíng)、吸引更多人才而在積極準(zhǔn)備上市。已經(jīng)上市的公司有3家，準(zhǔn)備上市的公司有7家。
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3.外加劑發(fā)展不均衡的問(wèn)題有所改觀
我國(guó)混凝土外加劑發(fā)展地區(qū)分布不平衡的問(wèn)題一直非常嚴(yán)重，近幾年逐年有所改觀。合成減水劑工廠多數(shù)都集中在江蘇、浙江、廣東、河北、山東、天津等省市；從近期的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于建設(shè)市場(chǎng)的轉(zhuǎn)移和調(diào)整，東北地區(qū)、西北地區(qū)都陸續(xù)有新建的合成外加劑廠。還有一些大企業(yè)在西部投資新建廠，如：重慶建研科之杰新材料有限公司、貴州科之杰新材料有限公司、陜西科之杰新材料有限公司、四川吉龍化學(xué)建材有限公司、內(nèi)蒙古吉龍化學(xué)建材有限公司、蘭州吉盛化學(xué)建材有限公司。此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，海南、西藏等地都有了合成的外加劑廠。僅寧夏還沒(méi)有外加劑廠。
4.混凝土外加劑出口持續(xù)穩(wěn)定增加
自2009年4月1日起，高效減水劑海關(guān)代碼為38244010，出口退稅率為13%。國(guó)內(nèi)一些具有國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)發(fā)能力的企業(yè)紛紛開(kāi)始關(guān)注國(guó)際市場(chǎng)，一批企業(yè)的外加劑產(chǎn)品通過(guò)各種途徑走出國(guó)門(mén)，從東南亞及日韓等地向中亞、西亞及全球輻射。根據(jù)國(guó)家海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年高效減水劑出口量達(dá)到27.003萬(wàn)噸，出口金額20276萬(wàn)美元。與2011年高效減水劑出口量13.945萬(wàn)噸，出口金額11756萬(wàn)美元相比，出口量和出口金額都有了大幅度增長(zhǎng)。我國(guó)外加劑出口產(chǎn)品主要有：萘系粉劑減水劑、聚羧酸系外加劑粉劑和液體、木質(zhì)素磺酸鹽減水劑。
聚羧酸系減水劑應(yīng)用新領(lǐng)域分析
聚羧酸系減水劑技術(shù)先進(jìn)，目前主要是用于商品混凝土和預(yù)制混凝土。今后一段時(shí)間除了繼續(xù)開(kāi)發(fā)具有減縮、超早強(qiáng)、降低粘度功能的聚羧酸系減水劑以外，仍有一些有潛在希望的應(yīng)用領(lǐng)域可以進(jìn)行聚羧酸系減水劑的拓展研究和應(yīng)用。
1. 用作水泥助磨劑
在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，熟料粉磨時(shí)普遍使用助磨劑，以降低為得到一定細(xì)度顆粒所需要的能耗。常用的助磨劑包括鏈烷醇胺（即三乙醇胺，或三異丙醇胺）和聚乙二醇（PEGs），由于后者是聚羧酸系減水劑的側(cè)鏈。在粉磨過(guò)程中加入液體聚羧酸系減水劑，在提高磨機(jī)產(chǎn)能的同時(shí)，也可以降低用這種方法生產(chǎn)水泥的需水量。有一些水泥生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)用此工藝進(jìn)行了試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)3年的試驗(yàn)，得到了不同的試驗(yàn)結(jié)果，在有些情況下，使用聚羧酸系減水劑可以達(dá)到相當(dāng)高的產(chǎn)量，而在有些工廠的增產(chǎn)效果不明顯或完全沒(méi)有效果。造成這些差別的原因仍不清楚需要進(jìn)行研究。目前公開(kāi)是試驗(yàn)室和水泥廠利用濃度為40%液體外加劑的資料。當(dāng)PCE與常用醇胺助磨劑相混合使用時(shí)，可得到最好的PCE的最好效果。一般作為助磨劑加入250克～500克聚羧酸系減水劑/噸熟料即可，沒(méi)有觀察到聚羧酸減水劑的塑化效果；當(dāng)在相當(dāng)高的摻量（≥1千克/噸熟料）下時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)可以明顯降低水泥的用水量，因此獲得較高的強(qiáng)度。這種方法對(duì)混合水泥特別有利。
如果利用聚羧酸系減水劑作為水泥助磨劑能夠成功，會(huì)給聚羧酸系減水劑提供新的大量需求。這一方面需要通過(guò)研究和試驗(yàn)完全弄清楚在粉磨過(guò)程中發(fā)生的表面化學(xué)現(xiàn)象，另一方面未來(lái)降低能耗成本的要求也將對(duì)這種應(yīng)用起到關(guān)鍵作用。
2. 用于石膏板生產(chǎn)減水劑
聚羧酸系減水劑還可大量用于生產(chǎn)石膏墻板。在這里，聚羧酸系減水劑可以進(jìn)一步降低石膏漿體的需水量，可降低石膏板干燥所需能耗，從而降低成本。因此，使用聚羧酸系減水劑產(chǎn)品主要推動(dòng)力是降低能耗成本，其次是增加強(qiáng)度。對(duì)于這方面的應(yīng)用，國(guó)外已設(shè)計(jì)了特定的用于石膏板的聚羧酸系減水劑產(chǎn)品。
3. 用于噴射混凝土
聚羧酸系減水劑另一個(gè)重要和較新的應(yīng)用是用于隧道工程的噴射混凝土，其中利用聚羧酸系減水劑可將水灰比降至更低值，這種效果對(duì)于噴射混凝土是非常必要的。因?yàn)槠胀▏娚浠炷劣捎谒倌齽┱T導(dǎo)的水泥水化物自身結(jié)晶，后期強(qiáng)度比小于100%，顯示較差的強(qiáng)度增長(zhǎng)。使用了聚羧酸系減水劑的噴射混凝土可以協(xié)助有效實(shí)現(xiàn)預(yù)定的后期強(qiáng)度。
4. 粉狀聚羧酸產(chǎn)品用于干粉砂漿
目前我國(guó)聚羧酸減水劑的產(chǎn)量雖然很大，但粉狀產(chǎn)品的產(chǎn)量很少，僅僅個(gè)別企業(yè)生產(chǎn)，限制了聚羧酸系減水劑產(chǎn)品在干粉砂漿等要求粉狀產(chǎn)品的行業(yè)中的應(yīng)用。
生產(chǎn)粉狀聚羧酸系減水劑產(chǎn)品應(yīng)該注意到兩個(gè)問(wèn)題。首先是干燥過(guò)程中的安全問(wèn)題。通常為了減少能耗，粉狀產(chǎn)品是由含固量盡可能高的母液噴霧干燥生產(chǎn)的。應(yīng)該注意到：聚羧酸系減水劑粉狀產(chǎn)品（液體產(chǎn)品是不易燃，還有阻燃作用）是易燃有機(jī)物，在較低的溫度下會(huì)發(fā)生自燃。因此生產(chǎn)粉劑產(chǎn)品時(shí)可能發(fā)生爆炸和著火?，F(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識(shí)到可以通過(guò)加入一些能大幅度地降低自燃點(diǎn)的物質(zhì)來(lái)有效保障粉狀聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的安全生產(chǎn)。
另一個(gè)需要注意的問(wèn)題是，聚羧酸粉狀產(chǎn)品由油狀或似蠟狀EO側(cè)鏈產(chǎn)生粘著性。由于提高側(cè)鏈的長(zhǎng)度、側(cè)鏈的密度和在聚羧酸系減水劑母液中含有PEG/MPEG混合物，增加了產(chǎn)品密實(shí)成團(tuán)的趨勢(shì)。為了避免這種現(xiàn)象，在噴霧干燥過(guò)程中可以加入比表面積非常大的無(wú)機(jī)載體材料，這個(gè)措施有助于形成非密實(shí)的粉狀產(chǎn)品。這種松散的粉狀產(chǎn)品的自流性能有利于粉狀聚羧酸減水劑產(chǎn)品的生產(chǎn)。
行業(yè)情況總結(jié)
1. 外加劑行業(yè)在蓬勃發(fā)展，逐步形成了一個(gè)品種齊全、規(guī)模漸大、產(chǎn)銷(xiāo)持續(xù)增長(zhǎng)、產(chǎn)品性能不斷提高的局面。2013年混凝土外加劑總產(chǎn)量達(dá)1225.25萬(wàn)噸，折合外加劑銷(xiāo)售產(chǎn)值達(dá)到496.61億元。
2. 聚羧酸系減水劑大幅度增長(zhǎng)，萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑產(chǎn)量也有所增加。2013年產(chǎn)量分別為497.81萬(wàn)噸、357.59萬(wàn)噸和68.17萬(wàn)噸。
3. 聚羧酸系減水劑占全部合成減水劑總量的比例由2007年的14.6%持續(xù)提高到2013年的52.2%。其增長(zhǎng)受到產(chǎn)品性能、性?xún)r(jià)比和原材料等因素的影響，近期我國(guó)聚醚原料供應(yīng)充足。
4. 聚羧酸系減水劑今后一段的研發(fā)可以向水泥助磨劑、石膏板減水劑、噴射混凝土和粉狀產(chǎn)品等幾個(gè)方向發(fā)展。
5. 外加劑行業(yè)仍然處在不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)發(fā)展階段，地區(qū)分布不平衡的問(wèn)題有所改觀，西部地區(qū)和海外施工是混凝土外加劑行業(yè)新的銷(xiāo)售市場(chǎng)。
編輯：仲夢(mèng)麗
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