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我國混凝土外加劑技術的發展現狀

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【摘要】:
國際上自上世紀30年代開始使用混凝土外加劑。我國自上世紀50年代開始研制和少量使用混凝土外加劑;上世紀70年代外加劑行業開始興起,科研隊伍開始發展壯大,生産企業不斷增加,新産品不斷研制開發,應用領域不斷拓展擴大。經過近30年的努力,我國的外加劑行業已經得到長足的發展。一、合成技術穩定發展,以萘系高效減水劑爲主,新品種合成高效減水劑快速發展合成高效減水劑是混凝土外加劑中最爲重要的一類産品,可以單獨使

國際上自上世紀30年代開始使用混凝土外加劑。我國自上世紀50年代開始研制和少量使用混凝土外加劑;上世紀70年代外加劑行業開始興起,科研隊伍開始發展壯大,生産企業不斷增加,新産品不斷研制開發,應用領域不斷拓展擴大。經過近30年的努力,我國的外加劑行業已經得到長足的發展。

一、合成技術穩定發展,以萘系高效減水劑爲主,新品種合成高效減水劑快速發展

合成高效減水劑是混凝土外加劑中最爲重要的一類産品,可以單獨使用,也可以與其他産品複配使用;到2005年年底,全國共有合成高效減水劑企業2m家,其中規模化企業近80家,年産高效減水劑111萬噸,年銷售收入約51億元,位居世界第一。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産量的80%左右。我國萘系高效減水劑生産工藝成熟穩定,産品已經接近國外的水平,但是半數以上的企業規模太小,性能更好的高濃高效減水劑(Na2SO4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産品多樣化,是目前高效減水劑技術發展的特色之一。從原來較爲單一的萘系産品向氨基磺酸鹽、新型三聚氰胺、脂肪族、聚羧酸鹽等多品種共同發展。新型高效減水劑生産工藝比萘系簡單,投資少,在性能上又具有明顯的特點,具有較好的技術經濟效益,可與國外的産品質量相比。

聚羧酸鹽高效減水劑的研究和生産,是我國高效減水劑發展的一個亮點。國內目前有自主知識産權的生産企業包括上海建築科學研究院外加劑廠、江蘇省建築科學研究院、中國建築科學研究院等,有10多家企業具有生産聚羧酸鹽高效減水劑的能力。其中,上海建築科學研究院年産量在7000噸左右,並在多個重點工程中應用。我國聚羧酸鹽高效減水劑生産技術與國外産品還有差距,關鍵是國外廠家的基礎化工比較好,分子量分布精確,我國的聚羧酸鹽高效減水劑還需要解決好吸附、消泡等問題。

二、混凝土外加劑品種齊全,産品性能不斷提高

我國混凝土外加劑品種很多,有能夠降低混凝上用水量、提高混凝土強度的高效減水劑,改善新拌混凝土工作性的泵送劑,用于調整混凝上凝結時間的緩凝劑、促凝劑,要減少混凝土收縮開裂時使用的膨脹劑、減縮劑,能提高混凝土的抗凍融性能、延長混凝上使用壽命的引氣劑,在冬季負溫條件下施工時使用的防凍劑等等,基本能夠滿足我國現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幾乎都有,目前在國家標准和行業標准中已經對14種外加劑産品的性能進行了明確規定。

混凝土施工技術的發展促進了各種外加劑的升級換代。2005年,混凝上膨脹劑的年産量達100萬噸,比1999年的年産25萬噸翻了兩番,混凝土膨脹劑也由高堿高摻(15%-20%)、中堿中摻(10%-12%)逐步向低堿低摻(6%-8%)發展。

速凝劑用于噴射混凝土中,主要調節混凝土凝結硬化時間,2005年的産量約在10萬噸左右。以前我國速凝劑幾乎全爲粉狀的速凝劑,近兩年無堿液體速凝劑産量有了明顯增加,大大減少了作業面的粉塵數量,降低了噴射混凝土後期強度損失,提高了噴射混凝土工程質量。

引氣劑在泵送劑、防凍劑等複合型外加劑中得到廣泛使用,2005年産量在8000噸左右。傳統的松香皂類引氣劑也被進行多種方法的改性,新型三萜皂甙類引氣劑也有多個廠家生産。

通過各種不同功能組分的恰當複配,可以得到綜合性能優異的複合型混凝土外加劑,同時滿足工程混凝土的多種要求。總體看來,我國複合外加劑的配制技術和生産技術都在不斷完善和提高過程中。

三、自動化生産剛剛起步,大型企業開始全面實行自動化生産

傳統外加劑生産過程中,計量、溫度控制、反應時間控制、加料等過程都是人工操作,常常出現誤差和錯誤,輕則造成質量波動,重則出現廢品。利用自動化控制技術,改進傳統生産工藝是我國混凝土外加劑生産技術提高的重要途徑之一,也是我國混凝土外加劑生産企業發展的方向。

目前,全自動化生産線的技術含量較高、投資費用也較多,江蘇博特新材料有限公司、山東省建築科學研究院、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産線的大型企業開始嘗試全自動化生産,並取得良好效果。

一些外加劑生産企業對合成外加劑關鍵工藝進行了自動化監控,如北京某廠對萘系合成高效減水劑反應溫度進行全程監控,對于提高産品質量,減小質量波動起到重要作用。

四、混凝土外加劑的綠色化生産技術還需加強

與其他建築材料一樣,混凝上外加劑的綠色化生産越來越受到重視。外加劑生産企業也明顯感到環保壓力,注意到生産區與居民區的隔離、生産壓力容器的安全問題。

許多生産企業在外加劑綠色化生産技術方面,開展了多種途徑的研究和應用。生産企業十分注意減少生産過程中的廢氣排放、循環水利用等。今後企業還應加強對外加劑各種原料、成品環保性能的評價等工作,一些複合外加劑廠應加裝除塵設備,收集生産車間的粉塵,改善生産條件,保障工人安全。

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