2013年我國混凝土外加劑生產(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，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)保持高速增長，鐵路、公路、機(jī)場、煤礦、市政工程、核電站、大壩等工程對混凝土外加劑的需求持續(xù)旺盛，我國混凝土外加劑行業(yè)也一直處于高速發(fā)展階段，逐步形成了一個品種齊全、規(guī)模漸大、產(chǎn)銷持續(xù)增長、產(chǎn)品性能不斷提高的局面。
生產(chǎn)情況
中國建材聯(lián)合會混凝土外加劑分會每兩年進(jìn)行一次全國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，且尚未列入國家統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，加之全國外加劑生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模差異大，因此開展全國范圍內(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，分會通過下屬會員單位、重點(diǎn)聯(lián)系企業(yè)、行業(yè)專家的專項(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)素磺酸鹽類為代表）。2013年我國合成減水劑總產(chǎn)量約954.24萬噸，比2011年的645.36萬噸增加了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357.59萬噸，比2011年的302.6萬噸增長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68.17萬噸，比2011年的62.2萬噸增長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，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年我國開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)帶動聚羧酸系高性能減水劑迅猛發(fā)展，2011年，全國各地?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，全國聚羧酸系減水劑總產(chǎn)量為497.8萬噸，比2011年的239.1萬噸增長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)和使用過程無污染；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題之一。
近年來，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)素磺酸鹽類減水劑2009年的產(chǎn)量約35.06萬多噸，產(chǎn)品包括木鈣、木鎂、木鈉等。但2011年（18.01萬噸）和2013年（12.5萬噸）兩次統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，我國木質(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)償混凝土硬化過程中的收縮，在限制條件下成為自應(yīng)力混凝土。我國生產(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126.36萬噸，2011年約135萬噸，2013年約150萬噸）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10萬噸以上；存在較為嚴(yán)重的惡意競爭、個別企業(yè)的產(chǎn)品以次充好等不規(guī)范行為，其銷售市場還需要逐步走向規(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。引氣劑常用來改善塑性砂漿和混凝土和易性，減少泌水和離析；同時提高抗凍性，大幅度提高砂漿和混凝土的耐久性。目前國內(nèi)應(yīng)用量較多的引氣劑是松香熱聚合物和皂甙類引氣劑。近幾年，引氣劑產(chǎn)量一直在持續(xù)增長，2009年引氣劑總產(chǎn)量為1.63萬噸，2011年產(chǎn)量達(dá)到3.36萬噸，2013年產(chǎn)量達(dá)到3.79萬噸。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，速凝劑產(chǎn)量保持增長。用于濕噴的液體無堿速凝劑是發(fā)展方向。2013年粉狀速凝劑產(chǎn)量有較大幅度的增長，主導(dǎo)產(chǎn)品主要是粉狀產(chǎn)品，由2011年的99.2萬噸增至2013年的107.65萬噸，增加8.5%。無堿或低堿的液體速凝劑產(chǎn)量仍然較少（3.45萬噸），原因可能是其價(jià)較貴、鐵路市場需求嚴(yán)重下降所致。今后應(yīng)研發(fā)有市場競爭力的、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6.02萬噸，與2011年的產(chǎn)量（5.95萬噸）基本持平。
行業(yè)發(fā)展情況
1.外加劑行業(yè)處在不穩(wěn)定的動態(tài)發(fā)展階段
從中國建材聯(lián)合會混凝土外加劑分會會員數(shù)量每年的增減情況來看，外加劑行業(yè)有些企業(yè)是不穩(wěn)定的、不斷變化的，說明外加劑行業(yè)尚處于動態(tài)發(fā)展階段。2012年~2013年的兩年時間里，外加劑分會新增會員單位86家，同時清退40家企業(yè)（大部分是因?yàn)槭袌?、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，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)模化，表現(xiàn)在不斷把生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模做大、全面開始自動化生產(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個省、直轄市建立了10個生產(chǎn)基地，擁有福建廈門、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43萬噸，復(fù)配生產(chǎn)能力70萬噸，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，同時為了規(guī)范經(jīng)營、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)展不均衡的問題有所改觀
我國混凝土外加劑發(fā)展地區(qū)分布不平衡的問題一直非常嚴(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%。國內(nèi)一些具有國際市場開發(fā)能力的企業(yè)紛紛開始關(guān)注國際市場，一批企業(yè)的外加劑產(chǎn)品通過各種途徑走出國門，從東南亞及日韓等地向中亞、西亞及全球輻射。根據(jù)國家海關(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27.003萬噸，出口金額20276萬美元。與2011年高效減水劑出口量13.945萬噸，出口金額11756萬美元相比，出口量和出口金額都有了大幅度增長。我國外加劑出口產(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。今后一段時間除了繼續(xù)開發(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)過程中，熟料粉磨時普遍使用助磨劑，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，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，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，就會發(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，會給聚羧酸系減水劑提供新的大量需求。這一方面需要通過研究和試驗(yàn)完全弄清楚在粉磨過程中發(fā)生的表面化學(xué)現(xiàn)象，另一方面未來降低能耗成本的要求也將對這種應(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)品主要推動力是降低能耗成本，其次是增加強(qiáng)度。對于這方面的應(yīng)用，國外已設(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。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)該注意到兩個問題。首先是干燥過程中的安全問題。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，在較低的溫度下會發(fā)生自燃。因此生產(chǎn)粉劑產(chǎn)品時可能發(fā)生爆炸和著火?，F(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識到可以通過加入一些能大幅度地降低自燃點(diǎn)的物質(zhì)來有效保障粉狀聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的安全生產(chǎn)。
另一個需要注意的問題是，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。為了避免這種現(xiàn)象，在噴霧干燥過程中可以加入比表面積非常大的無機(jī)載體材料，這個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，逐步形成了一個品種齊全、規(guī)模漸大、產(chǎn)銷持續(xù)增長、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)1225.25萬噸，折合外加劑銷售產(chǎn)值達(dá)到496.61億元。
2. 聚羧酸系減水劑大幅度增長，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497.81萬噸、357.59萬噸和68.17萬噸。
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%。其增長受到產(chǎn)品性能、性價(jià)比和原材料等因素的影響，近期我國聚醚原料供應(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)品等幾個方向發(fā)展。
5. 外加劑行業(yè)仍然處在不穩(wěn)定的動態(tài)發(fā)展階段，地區(qū)分布不平衡的問題有所改觀，西部地區(qū)和海外施工是混凝土外加劑行業(yè)新的銷售市場。
編輯：仲夢麗
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