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混凝土外加剂国内外现状及发展
摘自:日期:2020-03-25 09:35

混凝土是用量大、应用面广的建筑材料,应用混凝土外加剂是混凝土技术进步的主要途径,它可提高施工速度和施工质量,改善工艺和劳动条件,节省水泥和能源。进入二十世纪六十年代后,随着混凝土的日益发展和混凝土施工工艺的需要,混凝土外加剂已日益引起人们的重视。许多工业发达国家在全部或大部分混凝土中使用外加剂,北欧各国掺外加剂的水泥用量占水泥量的100%,日本也达100%,西德、苏联都已达50%以上,美国占65%。因此,它已成为除水泥砂、石和水以外构成混凝土的第五种成分。

混凝土外加剂中值得一提的是这些年来特别引人注目的高效减水剂,它的开发促进了混凝土的高强度化,改善了混凝土的施工性能,使泵送高度达到432,实现连续几十小时、几十万立方米的大体积的现代化的高速高效施工,利用高流动性混凝土由能实现无振捣、无噪音的高效文明施工。由于混凝土拌合水量的大幅度降低,又能获得高流动度、高强度及耐久性的优质混凝土,因而使混凝土技术迅猛发展。

 

一、国外混凝土外加剂的发展概况及特点

 

早在30年代国外就已注意外加剂的研制和应用。英国E.W.Scripture 1935年研制成功木质素磺酸盐为主要成份的“普苏里”(POZZOlith)减水剂。50年代初日本从美国引进减水剂技术,花王公司研制出β-萘磺酸甲醛缩合物为主要成分的“麦依太”(Mighth)减水剂。1964年西德研究出另一种以三聚氰胺甲醛缩合物为主要成分的“梅尔明”(Meiment)高效减水剂。1974年日本从西德引进了这种减水剂,商品名为NL-4000。这样就产生了目前世界上使用较多的三类不同成分的减水剂。除此之外,还有糖蜜类、葡萄糖类等其它类型的外加剂。1979年伦敦市场上外加剂品种就超过100种,1982年日本市场上外加剂品种有205种,目前世界上外加剂品种是数已超过300种。

各国的发展特点,多是结合本国资源,利用三废及工业副产品如纸浆废液、煤焦油及糖渣等研究减水剂。重视制定产品质量标准和应用规范,研制和使用复合型的外加剂、如减水剂、缓凝剂、促凝剂、加气剂、早强剂的复合使用,从而满足不同使用的要求。重视外加剂的应用研究,在应用研究上,大都由减水剂生产公司组织或资助,生产厂不仅出售产品,而且还提供使用设备,技术服务上门。

 

二、我国混凝土外加剂生产现状及预测

 

我国开始生产和应用减水剂的时间和日本相近。从解放初期50年代开始,当时主要是为满足水工、港工建设需要而生产的以松香热聚物为主的加气剂,以及为改善混凝土和易性,提高混凝土强度的以亚硫酸纸浆废液为主的减水剂。60~70年代是低潮期,这时期研制出了速凝剂和以糖钙为主的塑化剂。70~80年代是减水剂发展的高潮,各地、各部门先后研制并鉴定了以萘磺酸盐甲醛缩合物,β-萘磺酸盐、芳香族树脂、磺化古玛隆、三聚氰胺甲醛缩合物等为主要成分的高效减水剂20多种。以木质素磺酸盐、腐植酸盐为主要成分的普通减水剂近10种。以木钙和硫酸盐、萘磺酸盐和硫酸盐、糖钙和硫酸盐、多环芳烃和硫酸盐为主要成分的复合早强减水剂10余种。此外还有糖蜜、蔗糖化钙、木质素萘磺酸盐衍生物为主要成分的缓凝减水剂,以及以松香酸钠及有机、无机盐复合合成的引气减水剂等,每年新品种都以十几种的速度递增,国外有的主要品种,我国基本上多有生产。

生产厂除西北和西南少数省份外,普及全国20个省市自治区。以木质素磺酸盐及其衍生物的M型和JK-II型,生产厂家有吉林开山屯化纸浆厂等20家。磺化煤焦油以芳香族磺酸盐甲醛缩合物为主要成分,原料是以煤焦油各馏分,尤其以萘及其同系物用得多,品种有建-1AF30多种,生产厂有江都染化厂等40家。其中烷基萘磺酸盐甲醛缩合物为高效减水剂,减水率可达20~30%,节约水泥10~20%。以三聚氰胺甲醛缩合物为主要成分研制的磺化三聚氰胺甲醛树脂(SM),分散效果好,引气很少,可配置800~1000高标号水泥,国内生产厂家不多,如江苏吴县磷肥厂。由草碳、泥煤和褐煤中提炼的JSM型腐植酸类减水剂,品种有长城31型、天山—型等,生产厂有南栖霞山树脂厂等。此外,有利用副产生产的糖蜜类减水剂,效果较差。还有集单一外加剂的优点生产的饿复合减水剂等。我国地域辽阔,水泥品种多,使用外加剂的条件多种多样,因此发展多功能的外加剂是必要的。如早强减水剂S型和UNF-3减水剂可满足温带地区冬季施工的要求,生产厂有吴现磷肥厂,天津自戕化工厂等,如超早强减水剂,早强引气减水剂等。目前国内减水剂已达100个品种以上,80多个生产厂。

据统计,目前我国混凝土外加剂年生产能力约22t,其中以木质素磺酸钙为主,木钠、木镁、腐植酸盐类为辅的普通减水剂生产能力2.7t,占外加剂总生产能力的12.5%。以磺化煤焦油类产品为主,三聚氰胺甲醛树脂、磺化古马隆树脂为辅高效减水剂生产能力3t,占外加剂总生产能力的13.7%。以硫酸钠为主要成分的早强剂及早强减水剂生产能力10t,占外加剂生产能力的43%。以糖蜜经石灰中和生产的缓凝剂及缓凝减水剂生产能力仅0.6t。以松香皂化物为主生产的引气剂及引气减水剂年生产能力更小,仅近百t。以氯化钙、氯化钠、亚硝酸钠为主要成分的抗冻剂年生产能力1.5t,占外加剂生产能力的7%。以明矾石膨胀剂产品为主的速凝剂年生产能力2.2t,占外加剂总生产能力的10%。各类外加剂品种数量、生产能力及构成比见表1。根据国民经济发展的需要,按可供使用外加剂水泥量5000t计,预计我国混凝土外加剂规模需达到28t

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