我國混凝土外加劑技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
2006-09-19 00:00
作者：王玲
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(yè)開始興起，科研隊伍發(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)域不斷拓展擴大。經(jīng)過近30年的努力，我國的外加劑行業(yè)已經(jīng)行到長足的發(fā)展。
一、合成技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展，以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，可以單獨使用，也可以與其他產(chǎn)品復(fù)配使用。到2005年年底，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51億元，位居世界第一。其中，萘磺酸鹽甲醛縮合物高效減水劑產(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(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，投資少，在性能上又具有明顯的特點，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟效益，可與國外的產(chǎn)品質(zhì)量相比。
聚羧酸鹽高效減水劑的研究和生產(chǎn)，是我國高效減水劑發(fā)展的一個亮點。國內(nèi)目前有自主知識產(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，有10多家企業(yè)具有生產(chǎn)聚羧酸鹽高效減水劑的能力。其中，上海建筑科學(xué)研究院年產(chǎn)量在7000噸左右，并在多個重點工程中應(yīng)用。我國聚羧酸鹽高效減水劑生產(chǎn)技術(shù)與國外產(chǎn)品還有差距，關(guān)鍵是國外廠家的基礎(chǔ)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，產(chǎn)品性能不斷提高
我國混凝土外加劑品種很多，有能夠降低混凝土用水量、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(diào)整混凝土凝結(jié)時間的緩凝刑、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、延長混凝土使用壽命的引氣劑，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(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)幾平都有，目前在國家標準和行業(yè)標準中已經(jīng)對14種外加劑產(chǎn)品的性能進行了明確規(guī)定。
混凝土施工技術(shù)的發(fā)展促進了各種外加劑的升級換代。2005年，混凝土膨脹劑的年產(chǎn)量達100萬噸，比1999年的年產(chǎn)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(fā)展。
速凝劑用于噴射混凝土中，主要調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)硬化時間，2005年的產(chǎn)量約在10萬噸左右。以前我國速凝劑幾乎全為粉狀的速凝劑，近兩年無堿液體速凝劑產(chǎn)量有了明顯增加，大大減少了作業(yè)面的粉塵數(shù)量，降低了噴射混凝土后期強度損失，提高了噴射混凝上工程質(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產(chǎn)。
通過各種不同功能組分的恰當(dāng)復(fù)配，可以得到綜合性能優(yōu)異的復(fù)合型混凝土外加劑，同時滿足工程混凝土的多種要求?？傮w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。
三、自動化生產(chǎn)剛剛起步，大型企業(yè)開始全面實行自動化生產(chǎn)
傳統(tǒng)外加劑生產(chǎn)過程中，計量、溫度控制、反應(yīng)時間控制、加料等過程都是人工操作，常常出現(xiàn)誤差和錯誤，輕則造成質(zhì)量波動，重則出現(xiàn)廢品。利用自動化控制技術(shù)，改進傳統(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，全自動化生產(chǎn)線的技術(shù)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)開始嘗試全自動化生產(chǎn)，并取得良好效果。
一些外加劑生產(chǎn)企業(yè)對合成外加劑關(guān)鍵工藝進行了自動化監(jiān)控，如北京某廠對萘系合成高效減水劑反應(yīng)溫度進行全程監(jiān)控，對于提高新產(chǎn)品質(zhì)量，減小質(zhì)量波動起到重要作用。
四、混凝土外加劑的綠色化生產(chǎn)技術(shù)還需加強
與其他建筑材料一樣，混凝土外加劑的綠色化生產(chǎn)越來越受到重視。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、生產(chǎn)壓力容器的安全問題。
許多生產(chǎn)企業(yè)在外加劑綠色化生產(chǎn)技術(shù)方面，開展了多種途徑的研究和應(yīng)用。生產(chǎn)企業(yè)十分注意減少生產(chǎn)過程中的廢氣排放、循環(huán)水利用等。今后企業(yè)還應(yīng)加強對外加劑各種原料、成品環(huán)保性能的評價等工作，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。
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