我国混凝土外加剂的发展现状及对工业萘需求的展望.pdf

“科隆杯”混凝土外加剂征文——协会第十二次会员代表大会论文集 我国混凝土外加剂的发展现状及对工业萘需求的展望 刘连军1，何元杰1，孙振平2 (1．惠州红墙化学建材有限公司，惠州200092；2．同济大学材料科学与工程学院，上海 200092) 摘要：分析了混凝土外加剂与混凝土材料工业可持续发展和节能减排的关系。对中国混凝土外加剂现状进 行了评述，预测了混凝土#l-／Jn剂发展的未来，最后就市场占有量最大的萘系高效减水剂对原材料工业萘的 市场需求进行了预测。 关键词：混凝土外加剂；萘系高效减水剂；预拌混凝土；低碳经济：工业萘；展望 1935年木质素磺酸盐减水剂的成功生产和应用，不仅提高了混凝土的强度等级，而且 节约了水泥混凝土配制过程中所需要的水泥用量，被认为是混凝土科学发展过程中的一项重 要里程碑。而1965年萘系减水剂(萘磺酸盐甲醛缩合物)的研制成功，则标志着水泥混凝土 材料科学与工程进入了一个新时代。萘系减水剂与木质素磺酸盐减水剂相比，在分散性、早 强效果、增强效果等方面有了突出的进步【l】。只要掺加占水泥重量的O．5％．1．O％的萘系减水 剂，就可以使混凝土的流动性大幅度改善，适用于泵送、滑模、自流平等特殊施工工艺；掺 加萘系减水剂的混凝土，在水泥用量不变的情况下，不仅早期抗压强度发展速率增快，而且 28d抗压强度可提高20％_40％，混凝土强度等级提高1．2个级别；如果不以改善流动性和提 高强度为目的，则掺加萘系减水剂则可以使混凝土中的水泥用量减少10％．20％。掺加减水 剂的混凝土不仅性能大幅度改善，而且可以同时大量利用工业固体废弃物，如粉煤灰、水淬 高炉矿渣粉、钢渣粉、煅烧煤矸石、偏高岭土等，使得混凝土中水泥用量进一步降低。可见， 萘系减水剂的研制生产和广泛应用不仅对混凝土材料的性能提高方面做出了巨大贡献，而且 为混凝土的节能降耗和利废水平的提高奠定了重要基础。 近三十年来，随着国内外水泥混凝土材料科学水平的提高，以及结构物(构筑物)向高强 化、大型化、巨量化、功能化、施工工艺复杂化、绿色化等方向发展，混凝土外加剂技术取 得长足进步，我国已经颁布的外加剂标准已涵盖近20个外加剂品种。尽管本世纪初开始， 我国也开始生产使用聚羧酸系减水剂，但萘系减水剂不仅被大量单独使用，而且广泛应用于 其它品种外加剂的复配生产。萘系减水剂在减水剂家族中占有十分特殊和十分重要的地位， 在今后相当长的时间内，这种特殊和重要的地位不会被动摇。 当前我国预拌混凝土和预制混凝土的总量只占混凝土产量的30％，除了这类混凝土中 肯定全部使用Jl,3n剂外，其它大约20％的工地现拌混凝土也采用外加剂，这样算来，我国 目前只有50％的混凝土掺加外加剂，而发达国家这一比例高达80％一90％。此外，巨量的基 础设施建设和急速的城市化发展速度，将使得我国水泥产量和混凝土需求量这些年仍将分别 以5000万吨／年．1亿吨／年和1．5亿m3／年．3亿矗／年的速度增长，从这两点来看，我国混凝 土外加剂的需求量和产量将大幅度提高。2009年12月，国务院总理温家宝在哥本哈根气候 变化大会上郑重承诺：中国决定到2020年单位国内生产总值C02排放比2005年下降 40％45％。在这一重大承诺的前提下，我国更会加速水泥混凝土工业节能减排的步伐，提高 混凝土应用外加剂的混凝土比例。因此，我们完全有理由相信，煤化工和石油化工的下游副 产品工业萘，作为混凝土Jl-3n剂产品之一的萘系减水剂的上游原材料，将会迎来一个更加灿 “科隆杯”混凝土外加剂征文——协会第十二次会员代表大会论文集 烂的明天。 1．混凝土外加剂对混凝土材料可持续发展和节能减排的重要作用 混凝土外加剂的使用对混凝土材料可持续发展、节能减排和低碳经济的发展已经起到 了不可替代的作用，并且将来会起到更巨大的作用。 美国从20世纪30年代就开始生产木质素磺酸盐减水剂。这种普通的减水剂在公路、 水工大坝、桥梁、构件和各种建筑的生产、建设中发挥了不可替代的重要作用。在当时，木 质素磺酸盐减水剂的掺加使塑性混凝土的制备和浇注成为可能，并有助于延缓混凝土的凝结 时间，降低水泥水化热释放速率，用于大体积混凝土施工时能收到前所未有的效果。再者， 木质素磺酸盐减水剂在普通混凝土、碾压混凝土和贫混凝土中的应用也十分普遍。 1962年，日本某公司研制成功了B一萘磺酸盐甲醛缩合物(以下简称“萘系”)高效减水 剂：1963年，德国某公司研制成功磺化