聚羧酸减水剂行业调查报告

聚羧酸减水剂行业调查意见

一、聚羧酸减水剂产品的先进性

随着我国经济的蓬勃发展，建筑向高层化、大型化发展，混凝土生产向集中搅拌的高品混凝土发展，在我国的大城市和沿海开放地区，外加剂使用率已达70%以上，从数量上讲已相当可观。

2007年全国混凝土外加剂总产量424.79万吨，其中各种合成减水剂产量约284.54万吨，其中，萘系高效减水剂225.6万吨，占79.3%;高性能减水剂占12.6%;木质磺酸盐占6.2%，全部的外加剂销售产值达178.6亿元。

我国萘系高效减水剂生产工艺成熟稳定，产品已经接近国外的水平，但是半数以上的企业规模太小，性能更好的高浓高效减水剂(Na2SO4的含量小于5%)的用量还不到5%。目前，我国应用最为广泛的低浓型萘系高效减水剂及其复合产品，减少率一般在15-20%，可满足普通混凝土的要求，但由于其减水率不高，混凝土坍落度损失过快，碱含量高等缺点难以满足高性能混凝土的施工要求，而复配产品性能很不稳定，往往影响到混凝土和易性及性能。另外，合成原料甲醛对环境有污染，工艺相对也比较复杂，对设备要求比较高。

随着高性能混凝土的提出和发展，我国经济建设的全面展开，以及西部大开发等战略的实施，基础设施建设、住宅建设、工业建设等施工力度的不断加大，混凝土的用量越来越大，数量越来越多，高性能混凝土也在工程中逐步得到推广应用，这样就迫切需要性能优良的外加剂与之配套。而目前一般的高效减水剂由于减水率相对较低，坍落度损失较快等缺点，达不到高性能混凝土所应具有的高密实度、高耐久性、工作度好的条件，这一切促使高性能减水剂向新一代产品发展。

一方面由于混凝土减水剂高性能化和制备超高强、超耐久、高流态混凝土的需要，另一方面传统的高效减水剂已经无法满足现代高性能混凝土发展的需求，新型聚羧酸系混凝土高性能减水剂以其高减水率，低坍落度损失，低碱含量，与水泥相容性好等优良的性能被国内外广泛关注，已经成为近年来世界各国研究的热点。

在过去的20年里，占据我国减水剂市场主要份额的是萘系减水剂，相对于聚羧酸系减水剂而言，萘系减水剂性能较差、价格较低、且对环保有严重污染。

究其原因，一是对高性能的混凝土要求不高，只是在诸如铁路、桥梁等国家重点工程中要求适用，高性能减水剂市场份额很小；二是科技发展相对滞后，没有自己研发和生产的高性能减水剂技术以及产品。因此，从国外进口的高性能减水剂形成市场垄断，价格高昂；三是在过去的时间里，对环保问题重视不够，萘系减水剂污染环境的生产过程没有遇到政府的干预。近年来，由于国际石油及资源的影响，萘系减水剂生产原材料—工业萘资源匮乏，萘系减水剂价格不断上涨，导致萘系减水剂性价比大幅度降低。因此，具有自主产权的高性能减水剂在未来的工程中取代进口产品以及萘系减水剂成为必然发展趋势。

开发生产聚羧酸系高性能减水剂，对推动我国减水剂工业更新换代、提高我国混凝土技术水平，无论在理论上，还是在实际应用上都有非常重要的意义。

（1）节约能源、资源

目前我国正处于高速发展、建设时期，能源资源相对紧缺是制约快速发展的重要问题。聚羧酸减水剂的大规模应用，一方面有利于促进了工业副产品（如磨细矿渣、粉煤灰及硅灰等）的应用，另一方面可以节约水泥10%～15%左右，这就意味着一个工程可以节约成千上万吨的水泥，节约资源，缓解目前资源和能源紧缺的问题，同时减少熟料烧成带来的环境污染方面有着重要的作用，符合绿色建材的发展方向。

（2）低环境负荷，促进绿色建材发展

甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。研究表明，甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。

萘系减水剂为萘磺酸甲醛缩合物，采用工业萘经浓硫酸磺化后，再用一定量的甲醛与萘磺酸反应生成甲醛缩合物，最后用碱来中和，得到萘的磺化甲醛缩合物的钠盐和硫酸钠的混合物，即萘系减水剂。合成分为四个反应步骤，其中缩合反应需要用到大量的甲醛，对环境造成污染。如果生产时合成工艺控制不当，产品很容易带有大量的游离甲醛，在运输和使用过程中对环境造成二次污染。

为了进一步控制室内环境污染，提高民用建筑工程的室内环境质量，目前国

家建设部及有关部门提出：加强对混凝土外加剂的甲醛污染控制，提出了在控制混凝土外加剂里面的氨气污染同时，控制混凝土外加剂里面的甲醛污染，从而有效避免毛坯房室内空气中甲醛超标。聚羧酸减水剂合成采用水溶液自由基聚合，整个过程无甲醛及其他有害释放物，无废水废气排放，符合绿色建材的发展方向。

同时，聚羧酸减水剂的使用，有利于缓解CO2温室效应。2006年中国水泥产量12.36亿吨，占世界产量的46％，CO2排放量为62亿吨，超过美国，位居世界第一。聚羧酸减水剂以其高减水率，可降低10～15％的水泥，可减少1～2亿吨CO2排放。

（3）提高混凝土耐久性，促进混凝土高性能化发展

混凝土工程因其工程量大，耐久性不足对未来社会造成非常沉重的负担。美国有调查表明，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3，000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修。美国对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。目前，我国的基础设施建设工程规模宏大，每年高达2万亿元人民币以上，约30-50年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费或重建费将更为巨大。因此，提高混凝土的耐久性对于当前实现可持续发展战略，更好地利用资源、节约能源和保护环境，都具有十分重要的意义。

众所周知，碱是诱发混凝土碱-骨料反应的主要因素之一，是影响混凝土耐久性的重要因素。而由于碱-骨料反应导致大坝损毁的在国内外屡见不鲜，如巴西的Moxoto大坝和法国的Chambon大坝，前者在工程完工3年后便出现了碱-骨料反应，后者在建成后50～60年发生了碱-骨料反应。世界上对于碱含量的控制也非常重视，南非规定混凝土碱总量不得超过 2.1Kg/m3，美国规定混凝土碱总量不得超过 3.3Kg/m3，我国在三峡工程中规定混凝土碱总量不得超过2.5Kg/m3，吴中伟院士认为对于中、低强混凝土，这个极限更低，应为1.5～2.0％kg/m3。而作为混凝土五组分之一的减水剂，碱含量特别是Na2SO4含量直接影响到混凝土的碱总量。

氯离子也是影响混凝土耐久性的一个重要因素。氯离子对钢筋表面钝化膜有