混凝土外加劑中值得一提的是這些年來特別引人注目的高效減水劑,它的開發促進了混凝土的高強度化,改善了混凝土的施工性能,使泵送高度達到432米,實現連續幾十小時、幾十萬立方米的大體積的現代化的高速高效施工,利用高流動性混凝土由能實現無振搗、無噪音的高效文明施工。由于混凝土拌合水量的大幅度降低,又能獲得高流動度、高強度及耐久性的優質混凝土,因而使混凝土技術迅猛發展。
一、國外混凝土外加劑的發展概況及特點
早在30年代國外就已注意外加劑的研制和應用。英國E.W.Scripture 1935年研制成功木質素磺酸鹽為主要成份的“普蘇里”(POZZOlith)減水劑。50年代初日本從美國引進減水劑技術,花王公司研制出β-萘磺酸甲醛縮合物為主要成分的“麥依太”(Mighth)減水劑。1964年西德研究出另一種以三聚氰胺甲醛縮合物為主要成分的“梅爾明”(Meiment)高效減水劑。1974年日本從西德引進了這種減水劑,商品名為NL-4000。這樣就產生了目前世界上使用最多的三類不同成分的減水劑。除此之外,還有糖蜜類、葡萄糖類等其它類型的外加劑。1979年倫敦市場上外加劑品種就超過100種,1982年日本市場上外加劑品種有205種,目前世界上外加劑品種是數已超過300種。
各國的發展特點,多是結合本國資源,利用三廢及工業副產品如紙漿廢液、煤焦油及糖渣等研究減水劑。重視制定產品質量標準和應用規范,研制和使用復合型的外加劑、如減水劑、緩凝劑、促凝劑、加氣劑、早強劑的復合使用,從而滿足不同使用的要求。重視外加劑的應用研究,在應用研究上,大都由減水劑生產公司組織或資助,生產廠不僅出售產品,而且還提供使用設備,技術服務上門。
二、我國混凝土外加劑生產現狀及預測
我國開始生產和應用減水劑的時間和日本相近。從解放初期50年代開始,當時主要是為滿足水工、港工建設需要而生產的以松香熱聚物為主的加氣劑,以及為改善混凝土和易性,提高混凝土強度的以亞硫酸紙漿廢液為主的減水劑。60~70年代是低潮期,這時期研制出了速凝劑和以糖鈣為主的塑化劑。70~80年代是減水劑發展的高潮,各地、各部門先后研制并鑒定了以萘磺酸鹽甲醛縮合物,β-萘磺酸鹽、芳香族樹脂、磺化古瑪隆、三聚氰胺甲醛縮合物等為主要成分的高效減水劑20多種。以木質素磺酸鹽、腐植酸鹽為主要成分的普通減水劑近10種。以木鈣和硫酸鹽、萘磺酸鹽和硫酸鹽、糖鈣和硫酸鹽、多環芳烴和硫酸鹽為主要成分的復合早強減水劑10余種。此外還有糖蜜、蔗糖化鈣、木質素萘磺酸鹽衍生物為主要成分的緩凝減水劑,以及以松香酸鈉及有機、無機鹽復合合成的引氣減水劑等,每年新品種都以十幾種的速度遞增,國外有的主要品種,我國基本上多有生產。
生產廠除西北和西南少數省份外,普及全國20個省市自治區。以木質素磺酸鹽及其衍生物的M型和JK-II型,生產廠家有吉林開山屯化紙漿廠等20家?;腔航褂鸵苑枷阕寤撬猁}甲醛縮合物為主要成分,原料是以煤焦油各餾分,尤其以萘及其同系物用得最多,品種有建-1,AF等30多種,生產廠有江都染化廠等40家。其中烷基萘磺酸鹽甲醛縮合物為高效減水劑,減水率可達20~30%,節約水泥10~20%。以三聚氰胺甲醛縮合物為主要成分研制的磺化三聚氰胺甲醛樹脂(SM),分散效果好,引氣很少,可配置800~1000高標號水泥,國內生產廠家不多,如江蘇吳縣磷肥廠。由草碳、泥煤和褐煤中提煉的JSM型腐植酸類減水劑,品種有長城3—1型、天山—型等,生產廠有南棲霞山樹脂廠等。此外,有利用副產生產的糖蜜類減水劑,效果較差。還有集單一外加劑的優點生產的餓復合減水劑等。我國地域遼闊,水泥品種多,使用外加劑的條件多種多樣,因此發展多功能的外加劑是必要的。如早強減水劑S型和UNF-3減水劑可滿足溫帶地區冬季施工的要求,生產廠有吳現磷肥廠,天津自戕化工廠等,如超早強減水劑,早強引氣減水劑等。目前國內減水劑已達100個品種以上,80多個生產廠。
據統計,目前我國混凝土外加劑年生產能力約22萬t,其中以木質素磺酸鈣為主,木鈉、木鎂、腐植酸鹽類為輔的普通減水劑生產能力2.7萬t,占外加劑總生產能力的12.5%。以磺化煤焦油類產品為主,三聚氰胺甲醛樹脂、磺化古馬隆樹脂為輔高效減水劑生產能力3萬t,占外加劑總生產能力的13.7%。以硫酸鈉為主要成分的早強劑及早強減水劑生產能力10萬t,占外加劑生產能力的43%。以糖蜜經石灰中和生產的緩凝劑及緩凝減水劑生產能力僅0.6萬t。以松香皂化物為主生產的引氣劑及引氣減水劑年生產能力更小,僅近百t。以氯化鈣、氯化鈉、亞硝酸鈉為主要成分的抗凍劑年生產能力1.5萬t,占外加劑生產能力的7%。以明礬石膨脹劑產品為主的速凝劑年生產能力2.2萬t,占外加劑總生產能力的10%。各類外加劑品種數量、生產能力及構成比見表1。根據國民經濟發展的需要,按可供使用外加劑水泥量5000萬t計,預計我國混凝土外加劑規模需達到28萬t。





