我国混凝土外加剂行业概况研究
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我国混凝土外加剂行业概况研究
(一)行业概况
混凝土外加剂,简称外加剂,是指在混凝土拌合前或拌合过程中加入,用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能的物质。混凝土外加剂行业属于建筑材料与高分子化学、表面活性剂的前沿交叉领域,具有较高的技术含量,是实现混凝土行业“低碳、生态”发展的核心材料,已成为现代混凝土中除水泥、砂、石、水之外不可或缺的第五组分。混凝土外加剂的特点是品种多、掺量小,在混凝土改性中起到重要作用,使用不同品种的混凝土外加剂,可以达到不同的效果。
混凝土外加剂按其主要功能可概括为以下两大类:
(1)改善混凝土拌合物流变性能的混凝土外加剂,一般称为减水剂,包括普通减水剂、高效减水剂、高性能减水剂等;
(2)其他功能性外加剂,包括调节混凝土凝结时间、硬化性能的混凝土外加剂,如缓凝剂、早强剂和速凝剂等;改善混凝土耐久性的混凝土外加剂,如防腐剂、引气剂、防水剂、阻锈剂等;以及抗裂防渗外加剂,如膨胀剂、减缩剂等。
根据《GB8076-2008 混凝土外加剂》标准,按照减水率的高低,可将减水剂分为普通减水剂、高效减水剂和高性能减水剂。
普通减水剂,主要为木质素磺酸盐类减水剂,其减水率一般为8%-13%,因其价格较便宜,使用比较广泛。木质素磺酸盐减水剂既可以直接使用,也可与高效减水剂、高性能减水剂复合使用。木质素磺酸盐类减水剂原料来源于造纸工业废液,社会效益显著,但由于原料来源不稳定,造成性能波动较大,限制了其应用范围。
高效减水剂,主要包括萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基磺酸盐减水剂和密胺系减水剂等,减水率一般为14%-24%,既可单独使用,也可相互复合使用能大幅度降低混凝土的水灰比,提高混凝土强度,对水泥、骨料具有很好的适应性。萘系减水剂合成主要以煤化工或石油化工的副产品工业萘为原材料,提高了其附加值。高效减水剂在我国拥有较成熟的销售市场,应用技术较完善,在中低强度的混凝土应用方面具有显著的技术与经济优势,预计在未来相当长时间,高效减水剂仍是我国市场主流产品。
高性能减水剂,即聚羧酸系减水剂,具有低掺量、高减水等优点,其减水率不低于25%,减水率可达40%以上,具有良好流动性保持能力,满足混凝土的泵送施工需要以及特殊混凝土工程的减振乃至免振需求,可配制出高强、超高强、高耐久性和超流态混凝土。相比其他类型减水剂,聚羧酸系减水剂合成工艺无废液、废气、废渣排放等因素,属于环保型混凝土外加剂。聚羧酸系减水剂分子结构自由度大,可调可控性强,可根据工程需要实现“量身定制”,从而成为了现代混凝土外加剂的重点研究领域和重要发展方向。
由于混凝土外加剂科学技术的不断发展,以及国内混凝土商品化、混凝土工程大型化、工程环境复杂化和应用领域的不断扩大,混凝土外加剂的性能需求趋于多功能化,混凝土外加剂的复配技术在混凝土应用技术中越来越受到重视。为此,在以减水剂为主要混凝土外加剂的基础上,膨胀剂、速凝剂、缓凝剂、阻锈剂、引气剂、早强剂等功能性外加剂也得到了快速发展。
随着我国经济的飞速发展,基础建设大量投入,有效拉动了我国混凝土外加剂行业高速发展,混凝土外加剂品种从几种发展到几十种,产量由早期的几千吨发展到上千万吨。据《我国混凝土外加剂产量统计分析及未来市场发展预测》,2015 年我国混凝土外加剂总产量为1,380.36 万吨,较2013 年增长13%,其中减水剂851.76 万吨、
功能性外加剂527.71 万吨;2015 年我国混凝土外加剂销售产值为552 亿元,较2013 年增长11%。随着我国新型城镇化的建设和“一带一路”战略推进,商品混凝土使用率逐渐提高,混凝土外加剂的使用率也逐年提高,混凝土外加剂市场还有较大发展空间。
(二)行业管理
1、行业监管体制和监管部门
混凝土外加剂的行业主管部门为工信部及地方各级政府相应的行政管理职能部门;全国性行业自律组织为中国建筑材料联合会混凝土外加剂协会,主要负责产业及市场研究、对会员企业提供服务、行业自律管理以及代表会员企业向政府部门提出产业发展建议和意见等。
2、行业监管法律法规和行业政策
所属行业监管法律法规和行业政策如下:
(1)2003 年10 月,商务部、公安部、住建部、交通部颁布《关于限期禁止在城市城区现场搅拌混凝土的通知》(商改发[2003]341 号)开始实施,其中规定:北京等124 个城市城区从2003 年12 月31 日起禁止现场搅拌混凝土,其他省(自治区)辖市从2005 年12 月31 日起禁止现场搅拌混凝土。预拌混凝土和干混砂浆生产企业必须全部使用散装水泥。
(2)2004 年3 月,建设部颁布的第218 号公告《建设部推广应用和限制禁止使用技术》指出,推广使用混凝土高效减水剂配制高性能混凝土,在民用建筑中限制使用尿素型混凝土抗冻外加剂。
(3)2005 年7 月,铁道部发布《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》,要求在高速铁路等大型工程建设中混凝土添加剂必须使用聚羧酸系减水剂。
(4)2007年6 月,商务部、公安部、住建部、交通部颁布《关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知》(商改发[2007]205 号)开始实施,其中规定:全国中心城市、国家环境保护模范城市、全国文明城市等要积极创造条件,分期分批开展禁止在施工现场使用水泥搅拌砂浆工作(家装等小型施工现场除外)。工程中使用预拌砂
浆(含干拌砂浆和湿拌砂浆)。
(5)2011 年8 月,国务院发布《关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案通知》(国发[2011]26 号),对“十二五”期间节能减排做出具体安排,同时要求“推广使用新型节能建材和再生建材,继续推广使用散装水泥”。
(6)2011 年11月,为加快建材工业转型升级,工信部发布了《工业转型升级投资指南》,将高性能环保型混凝土外加剂列为建材行业发展重点,并将高性能和高耐久性混凝土,建筑用水泥制品、电力用水泥制品、铁路用水泥制品、装配式混凝土构配件作为重点。
(7)2014 年8 月,住建部工信部颁布《住房城乡建设部、工业和信息化部关于推广应用高性能混凝土的若干意见》(建标[2014]117 号)。其总体目标是,通过完善高性能混凝土推广应用政策和相关标准,建立高性能混凝土推广应用工作机制,优化混凝土产品结构,到“十三五”末,高性能混凝土得到普遍应用。
(8)2015 年9 月,工信部住建部颁布《促进绿色建材生产和应用行动方案》(工信部联原[2015]309 号)。其中将强化综合利用,发展循环经济作为建材工业绿色制造的重要行动。在水泥与制品性能提升行动中,提到发展高品质和专用水泥、推广应用高性能混凝土、大力发展装配式混凝土建筑及构配件。
(9)2015年10月,国家制造强国建设战略咨询委员会发《中国制造2025》重点领域技术路线图。其中明确了先进建筑材料的发展方向,包括极端环境下重大工程用水泥基材料,其中提到了满足水电工程的冲刷磨损、气蚀破坏混凝土,非贯穿裂缝、渗漏修补水泥基;满足海洋工程用高抗侵蚀低碳水泥基胶凝材料,超高强、高韧低碳水泥基复合材料;满足超低温海洋油田固井水泥制备技术,复杂地质环境下固井(高温、酸性气体)自修复水泥基材料;满足轨道交通用道桥混凝土结构超快速修复水泥基材料。