我國混凝土外加劑行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　各種混凝土外加劑的應用改善了新拌和硬化混凝土的性能，促進了混凝土新技術的發(fā)展，促進了工業(yè)副產品在膠凝材料系統(tǒng)中更多的應用，有助于節(jié)約資源和環(huán)境保護，已經(jīng)逐步成為優(yōu)質混凝土必不可少的材料。20世紀30年代，國外就開始使用木質素磺酸鹽減水劑，60年代初，日本和西德先后研制成萘系和三聚氰胺系高效減水劑，從90年代開始，日本和歐洲開始使用聚羧酸系高性能減水劑，混凝土外加劑進入了迅速發(fā)展和廣泛應用時代。在歐洲，90%的混凝土中使用各種混凝土外加劑，其中70%是各種類型的減水劑。我國外加劑的起步較國外稍晚，20世紀50年代開始木質素磺酸鹽和引氣劑的研究和應用，70年代以后，外加劑的科研、生產和應用取得重大進展，2000年前后逐漸開始對高性能減水劑進行研究，以聚羧酸系減水劑為代表的高性能減水劑在近5年的時間里應用量連續(xù)翻番增長。國家基礎建設保持高速增長，鐵路、公路、機場、煤礦、市政工程、核電站、大壩等工程對混凝土外加劑的需求一直很旺盛，我國的混凝土外加劑行業(yè)也一直處于高速發(fā)展階段。

　　一、混凝土外加劑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
　　1．外加劑產品的發(fā)展情況
　　2010年1月~3月，中國建筑材料聯(lián)合會混凝土外加劑分會組織協(xié)會會員單位、各省市的理事和各地有關專家、行業(yè)管理部門共同參與了2009年全國混凝土外加劑產品產量調查，在對全國各省市外加劑生產企業(yè)進行大量調查工作的基礎上，根據(jù)多個渠道匯總的各省市外加劑產量數(shù)據(jù)累加，2009年全國各品種外加劑產量見下表。

　　目前，全國外加劑品種齊全，混凝土外加劑總產量達722.52萬噸。各種合成減水劑產量約484.68萬噸，各種高效減水劑（萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸鹽、脂肪族和蒽系減水劑）占全部合成減水劑總量的67%，聚羧酸系高性能減水劑占26%，普通減水劑（木質素磺酸鹽減水劑）占7%。2009年其他外加劑的產量分別為引氣劑1.6317萬噸、膨脹劑126.362萬噸、速凝劑100.71萬噸（其中固體速凝劑占74.32%，液體速凝劑占25.68%）、緩凝劑（葡萄糖酸鈉、糖鈣、糖蜜等）9.15萬噸。據(jù)估算，上述外加劑銷售產值達到277.8億元。

　?。?）高效減水劑
　　高效減水劑是在混凝土工作性大致相同時，具有較高減水率的一種外加劑，2009年全國總產量為322.79萬噸，其中萘系占高效減水劑總產量的82.53%、脂肪族占12.85%、氨基磺酸鹽占2.85%、蒽系占1.32%、三聚氰胺系占0.45%。萘系產量占全部合成減水劑總產量的55%，與2007年相比有所下降；聚羧酸系減水劑占全部合成減水劑的26%，與2007年相比有所上升，但萘系仍然是減水劑中使用量大面廣的品種。2009年脂肪族減水劑產量比2007年增長29.93萬噸，增加較多，這是由于脂肪族減水劑價格較為便宜，主要用于外加劑的復配，河南、浙江兩省為脂肪族減水劑生產的大省。

　?。?）高性能減水劑
　　以聚羧酸鹽類為主要成分的高性能減水劑具有一定的引氣性、較高減水率和良好的坍落度保持性能，是環(huán)保型的外加劑。國外20世紀90年代開始使用，日本現(xiàn)在的使用率占高效減水劑的60%～70%，歐美約占20%左右。

　　從2000年前后，我國混凝土工程界逐漸認識聚羧酸系減水劑。近幾年來，在高速鐵路建設的帶動下，高性能減水劑發(fā)展迅猛，并得到了大量推廣應用。2007年國內年產量為41.43萬噸，2009年依據(jù)各省聚羧酸外加劑生產量累加計算，產量為126.83萬噸，增長幅度達到206%。聚羧酸外加劑生產量比較大的省市是山西省、江蘇省和浙江省。

　　GB50119《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》編制組對全國主要的7家聚羧酸原料生產企業(yè)的原料銷售數(shù)量進行調查顯示，這7家企業(yè)2009年聚羧酸原料銷售約15萬噸，折合聚羧酸減水劑母液約80萬噸。此外，還有一些國外的企業(yè)也生產和銷售聚羧酸外加劑原料。

　　高速鐵路工程用外加劑主要是聚羧酸系減水劑。外加劑分會對2008年~2009年在建的26條鐵路干線聚羧酸外加劑用量進行了詳細統(tǒng)計，調查顯示，這26條線路的總里程為11243.56公里，總投資額為10149.96億元，計劃或實際使用（已經(jīng)完工）聚羧酸系減水劑總計149.2267萬噸。2007年這些線路聚羧酸減水劑招標額為12.32萬噸，2008年為32.89萬噸，2009年為52.31萬噸。即使按照聚羧酸系減水劑在某一時期的較高價格7000元/噸來估計，2007年~2009年的3年里聚羧酸系減水劑產值約1044586.9萬元(10.44億元)，僅占鐵路投資總額的1.03%。目前特別值得關注的一個問題是，高速鐵路招標過程中聚羧酸外加劑存在最低價中標的問題，2009年中標價格最低為3450元/噸左右。從保證工程質量的角度出發(fā)，應該鼓勵不斷提高聚羧酸減水劑質量，加強新品種聚羧酸減水劑理論和應用基礎研究，加強工程現(xiàn)場服務，反對惡意壓價競爭。

　?。?）膨脹劑
　　膨脹劑的主要特性是摻入混凝土后起抗裂防滲作用，它的膨脹性能可補償混凝土硬化過程中的收縮，在限制條件下成為自應力混凝土。我國生產膨脹劑主要品種有：U型膨脹劑（生、熟明礬石，硬石膏等組成）、復合膨脹劑（CEA）、鋁酸鈣膨脹劑（AEA-高強熟料、天然明礬石、石膏）、EA-L膨脹劑（生明礬石、石膏等組成）、FN-M膨脹劑（硫鋁酸鹽混凝土膨脹劑）、CSA微膨脹劑（硫鋁酸鹽等）、脂膜石灰膨脹劑（石灰、硬脂酸等）。2009年，膨脹劑年產量約126.36萬噸，生產企業(yè)100多家。一些上規(guī)模的企業(yè)年產量3萬～5萬噸，少數(shù)廠家的年產量達到10萬噸，甚至20萬噸以上。生產企業(yè)集中在湖北、安徽、江西、天津、山西等省市。

　?。?）速凝劑
　　速凝劑是調節(jié)混凝土（或砂漿）凝結和硬化速度的外加劑，它能加速水泥的水化作用，顯著縮短凝結時間，用于噴射混凝土施工。速凝劑按產品形態(tài)，可分為固態(tài)和液態(tài)；按其堿的含量來分，可分為有堿、無堿和低堿。2009年，全國速凝劑年產量約100.71萬噸，生產廠60多家，主要分布在華北、華東、中南地區(qū)。2009年由于鐵路、公路、煤炭行業(yè)建設大規(guī)模增長，速凝劑產量較2007年有大幅度增長。特別是高速鐵路對液體無堿速凝劑的需求，使得2009年液體速凝劑產量達到25.86萬噸，成為外加劑發(fā)展的亮點之一。

　?。?）木質素類磺酸鹽減水劑
　　木質素磺酸鹽減水劑是常用的普通型減水劑，其減水率為8%～10%，可以直接使用，也可作為復合型外加劑原料之一，因價格較便宜，使用還是較廣泛的。木質素磺酸鹽類減水劑2009年的產量約35.06萬多噸，產品包括木鈣、木鎂、木鈉等。從我國應用木質素磺酸鹽減水劑來說，各地是不平衡的，南方利用較多，如上海利用它配制成中效泵送劑，較廣泛的用于商品混凝土；2009年四川省木鈣產量有大幅度增加。木質素磺酸鹽減水劑是利用造紙廠的造紙廢液生產的普通減水劑，變廢為寶，并且解決了對環(huán)境造成污染的難題；產品質量穩(wěn)定、價格適中、應用范圍廣，是一種應該大力推廣使用的外加劑產品。

　　（6）緩凝劑
　　目前主要使用的緩凝劑產品有糖鈣、糖蜜、葡萄糖酸鈉、檸檬酸等。用作緩凝劑的還有羥基羧酸（酒石酸、葡萄糖酸、水楊酸、乙酸、馬來酸、單寧酸、已糖酸等）、碳水化合物（蔗糖）或其他一些化合物。2009年緩凝劑總產量已達9.15萬噸，四川米易和內蒙古集寧都有糖鈣專業(yè)生產廠。

　　（7）引氣劑
　　引氣劑是一種在攪拌時能夠在砂漿和混凝土中引入大量均勻分布的、封閉的微小氣泡，并能使氣泡保留在硬化混凝土中的外加劑。引氣減水劑是兼有引氣和減水兩種功能的外加劑，引氣劑和引氣減水劑主要用來改善塑性砂漿和混凝土和易性，減少泌水和離析，同時大幅度提高砂漿和混凝土的耐久性。目前國內應用量較多的引氣劑是松香熱聚合物。皂甙類引氣劑具有良好的性能，目前在上海、杭州等地都有工廠在生產。2009年全國引氣劑總產量為1.63萬噸，比2007年增長1.29萬噸。

　　（8）復合型外加劑
　　復合型外加劑是根據(jù)工程需要，以上述的各種組分為主，再加入其他組分復合而成，如防凍劑、早強減水劑、泵送劑、防水劑、引氣減水劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑、水下混凝土用外加劑、灌漿劑等。這些復合型的外加劑生產設備較為簡單、投資少、效益較好。我國有一大部分外加劑廠是生產這種類型的外加劑。混凝土外加劑大多數(shù)以復合外加劑加入混凝土。

　　2．外加劑企業(yè)發(fā)展情況
　　目前我國混凝土外加劑企業(yè)發(fā)展總體情況具有如下4種特征。
　　1.混凝土外加劑品種齊全，產品性能不斷提高；合成外加劑生產企業(yè)規(guī)模大型化，大企業(yè)年產值超過10億元；自動化生產越來越受到重視，部分企業(yè)實現(xiàn)了全面自動化生產，中小企業(yè)也非常注重在關鍵工藝上進行自動化控制；全國除海南、西藏外都已經(jīng)有合成外加劑生產企業(yè)，但發(fā)展分布不平衡的問題比較突出。

　　2.與建筑材料領域的其他行業(yè)（水泥、商品混凝土）相似，混凝土外加劑行業(yè)存在產能過剩、行業(yè)門檻低，以及市場混亂等問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)有外加劑生產企業(yè)1500多家，其中化學合成廠有350多家。聚羧酸系減水劑生產企業(yè)有100多家，目前通過鐵道部認證、具備高速鐵路供貨資質的有53家外加劑企業(yè)?；炷镣饧觿┬袠I(yè)的發(fā)展缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和產業(yè)政策，行業(yè)管理與市場監(jiān)管需要加強?；炷镣饧觿S的數(shù)量超過了市場需求后，需要對新建混凝土外加劑企業(yè)的資質審批嚴加控制，不能盲目發(fā)展、重復建設，造成新的惡意競爭。

　　3.混凝土外加劑生產企業(yè)的環(huán)境保護水平還有待于進一步提高，大多數(shù)復配外加劑廠沒有做封閉處理，合成萘系生產廠家的熔萘過程中有氣味產生，有些外加劑廠復配車間地面清理不凈，人員行走揚起大量灰塵。

　　4.外國企業(yè)十分關注中國混凝土外加劑行業(yè)的發(fā)展，一方面增加和擴大在中國國內的投資，另一方面加快了收購國內混凝土外加劑生產企業(yè)的步伐。

　　二、未來市場需求及發(fā)展趨勢
　　混凝土外加劑未來的市場需求依然旺盛，其發(fā)展走向受到原料供應和價格、國家建設對混凝土的需求、國家政策和技術標準等諸多因素的影響。

　　1.工程建設量依然龐大
　　發(fā)端于西方國家的金融危機導致全球經(jīng)濟快速下滑，我國采取拉動內需、加快國內大型基礎設施建設的經(jīng)濟復蘇政策給建設行業(yè)帶來巨大商機，也帶動全國各行業(yè)快速發(fā)展，建材行業(yè)無疑是受益最大、最直接的行業(yè)。我國在未來仍然將在基礎設施建設、民生工程、生態(tài)環(huán)境和災后重建等方面投入大量資金，其中主要投向高速鐵路、西部公路、民航機場、城市軌道交通和新能源領域，這些領域都是未來兩年混凝土外加劑主要的潛在市場。2010年鐵路投資7000億元，比2009年增加1000億元，重點包括南北、東西大通道，既有客運鐵路，也有貨運鐵路，還有一些城際鐵路，到2010年年底總里程達到9萬公里。目前我國公路總里程達370萬公里，其中高速公路6.5萬公里，居世界第二，僅次于美國；未來幾年，中國高速公路將持續(xù)建設，總里程將在2~3年內超過美國，在公路質量、管理水平和網(wǎng)絡建設等方面也將有大幅度提高。

　　2．安全生產和節(jié)能環(huán)保問題將備受關注
　　2003年1月1日起，我國開始施行《中華人民共和國清潔生產促進法》?！笆晃濉币?guī)劃綱要中也明確指出———節(jié)能減排是中國加快發(fā)展現(xiàn)代能源產業(yè)，堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的重要措施。中國建材聯(lián)合會混凝土外加劑分會高度關注混凝土外加劑清潔生產和安全生產問題。

　　我國目前共有普通減水劑、高效減水劑、高性能減水劑、泵送劑、防凍劑、膨脹劑、速凝劑等27種混凝土外加劑產品，根據(jù)產品生產流程和工藝可分為合成外加劑和復合外加劑兩類。合成混凝土外加劑是由各種化工原料通過化學反應合成生產出來的，其生產過程介于化工與建材兩個行業(yè)之間；復合混凝土外加劑是利用各種功能的外加劑組分，按一定配比和工藝制備而成。這兩種生產方式對企業(yè)生產中涉及的不同原料、設備和生產人員的安全分別有相應的要求，需要企業(yè)建立健全的安全管理制度以保證生產。根據(jù)公安部發(fā)布的2002版《危險品化學名錄》規(guī)定，減水劑生產中所涉及的危險化學品有19種。當前，由于外加劑行業(yè)整體素質不高，行業(yè)中部分生產企業(yè)以追求生產利潤最大化為目標，對企業(yè)生產人員的安全教育和對企業(yè)安全管理工作沒有足夠地重視，一旦發(fā)生事故，往往會給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，并給人員帶來傷害。

　　目前，混凝土外加劑行業(yè)還缺少明確的產品結構發(fā)展指導。因此，在國家建設量持續(xù)增長和混凝土外加劑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的時期，制定節(jié)能環(huán)保和清潔生產、安全生產標準是十分有指導意義的。2010年中國建材聯(lián)合會混凝土外加劑分會將組織和參與國家工信部標準《混凝土外加劑清潔生產技術》（2009-2856T-JC）標準和《混凝土外加劑安全生產要求》（2009-2879T-JC）的制定任務，將為我國混凝土外加劑企業(yè)提供安全生產和清潔生產的標準依據(jù)。

　　3.各種混凝土外加劑的發(fā)展趨勢
　?。?）聚羧酸系高性能減水劑
　　聚羧酸系減水劑未來兩年的產銷量將穩(wěn)定增長。目前已有的生產線規(guī)模都較大，并未滿負荷生產。高速鐵路對聚羧酸減水劑的需求依然旺盛，2007年~2009年建設的26條高速鐵路項目中，截止到2009年年底未完成施工的線路還有22條，在2010年~2014年這些線路還將至少招標聚羧酸系高性能減水劑48.2094萬噸；加上2009年以后還有一批新開工高速鐵路項目，這些都將帶動減水劑、速凝劑、引氣劑的生產和使用。

　　公路行業(yè)也制定了《公路工程聚羧酸高性能減水劑（JT/T769-2009）》標準，必將對聚羧酸系減水劑在公路工程中的應用起到積極的推動作用。通過聚羧酸高性能減水劑在高速公路及各級公路混凝土構造物中的推廣應用，將顯著提高公路工程混凝土構造物的建造質量。

　　在商品混凝土中探索應用聚羧酸系減水劑已經(jīng)積累了許多經(jīng)驗，有些攪拌站已經(jīng)全面使用聚羧酸系減水劑，取得了積極的進展。2008年，我國商品混凝土總產量為6.5億立方米，如果能在其中一些有高耐久性和工作性要求的混凝土中使用聚羧酸系減水劑，將為該劑種的發(fā)展提供廣闊的舞臺。

　　2010年，中國建材聯(lián)合會混凝土外加劑分會主編的《混凝土外加劑用聚醚及其衍生物》標準將正式開始實施，該標準對制備聚羧酸鹽系高性能減水劑的主要原材料聚醚及其衍生物提出了明確的技術要求，并規(guī)定了統(tǒng)一的試驗方法。對于外加劑企業(yè)選用聚乙二醇單甲醚（MPEG）、烯丙基聚氧乙烯醚（APEG）產品提供了技術依據(jù)。

　　從原料供應上看，國內外化工行業(yè)都很關注聚羧酸原料市場。由于環(huán)氧乙烷在國內處于供不應求狀態(tài)，很多企業(yè)投資建設生產裝置，估計2010年產量將增長1倍，供求狀態(tài)會隨著產量的變化而發(fā)生變化。據(jù)業(yè)內人士估計，2010年價格將不會超過14000元/噸。據(jù)此推測的MPEG價格將不會超過16500元/噸。

　　以上這些信息都顯示出2010年以后的幾年里，聚羧酸系減水劑穩(wěn)定生產的外部條件較好。

　　（2）引氣劑
　　目前，鐵路部門對聚羧酸減水劑技術要求進行了修訂，要求聚羧酸系減水劑的含氣量小于3%。在使用過程中，通過加入引氣劑來調節(jié)混凝土含氣量，保證混凝土的質量和耐久性。這一調整，將帶動引氣劑的生產和使用。應該努力解決好以下應用技術問題：一是引氣劑與聚羧酸減水劑生產過程中使用的消泡劑的配伍性；二是引氣劑與聚羧酸減水劑、功能性組分之間的配伍性；三是如何在現(xiàn)場準確摻加引氣劑，保證混凝土需要的含氣量。

　?。?）萘系減水劑
　　聚羧酸系高性能減水劑的出現(xiàn)和推廣應用可以說是中國外加劑發(fā)展史上的一個重要飛躍，也是對其他外加劑品種“生存”的一個挑戰(zhàn)。最近兩年，聚羧酸減水劑與萘系減水劑的發(fā)展一直受到人們的高度關注和對比，聚羧酸減水劑是否能夠完全取代萘系減水劑是經(jīng)常被問到的問題。事實上，聚羧酸系減水劑取代萘系減水劑的程度和速度要受到原料價格、原料供應、客戶需求、環(huán)保要求等諸多因素的影響。2009年的產量調查分析表明，聚羧酸系高性能減水劑占全部合成減水劑產量的26%，萘系占到55%；相比2007年的數(shù)值，聚羧酸系減水劑比例有所上升，萘系減水劑比例有所下降。由于各種外加劑都有自己的特點和特性，聚羧酸系高性能減水劑和其他各種高效減水劑將在相當長的時期內共同發(fā)展，并不斷地完善和提高其性能。

　?。?）木質素磺酸鹽普通減水劑
　　木質素磺酸鹽減水劑的主要來源是亞硫酸鹽造紙廢液，木質素磺酸鹽減水劑的開發(fā)和應用是典型的“變廢為寶”，幾十年來為環(huán)保工作做出了不可磨滅的貢獻。通過木質素磺酸鹽減水劑在混凝土工程中的應用，數(shù)十年來為國家節(jié)約了大量的資源。木質素磺酸鹽減水劑具有中等的減水率，即8%～10%，已證明可滿足中低強度等級混凝土的應用，其產品質量穩(wěn)定、價格適中、應用范圍廣，是一種應該大力推廣使用的外加劑產品。國外有些國家，木質素磺酸鹽減水劑利用還是較好的。如：韓國2006年混凝土產量4.38億立方米，70%～80%混凝土（<C30）使用了木質素磺酸鹽減水劑。木質素磺酸鹽減水劑在使用過程中還存在一些需要研究的問題，如：在低W/C的拌合物中，在達到所需工作性的摻量下，木質素磺酸鹽減水劑出現(xiàn)嚴重的緩凝；由于木質素磺酸鹽的表面活性，它常引入大量空氣；由于造紙工藝不同及為了降低糖含量的后發(fā)酵工藝，使木質素的性能和有害的作用常常難以預測。但是，總體來看，加強木質素磺酸鹽研究，在一些中低強度混凝土中推廣使用木質素磺酸鹽，是十分重要的。在C30及以下的低標號混凝土中，過高的減水率反而會帶來工作性變差導致無法正常施工等問題，直接使用在木質素磺酸鹽減水劑基礎上稍加調配而成的普通減水率的外加劑會有更好的應用效果，是完全可行的。

　　（5）速凝劑
　　速凝劑是噴射混凝土施工必不可少的一種外加劑，在鐵路、公路、煤炭、地鐵等建設中都有應用。隨著西部公路、鐵路建設規(guī)模的擴大，山區(qū)隧道施工大幅度增加；煤田井巷建設中也大量使用噴射混凝土進行支護；全國大中城市地鐵建設全面啟動。上述這些行業(yè)工程建設的擴大都會促進噴射混凝土產量的快速增長，為速凝劑企業(yè)帶來商機，可以預測速凝劑企業(yè)將會迎來發(fā)展的大好時期。

　　三、行業(yè)發(fā)展的方向
　　混凝土外加劑是顯示一個國家混凝土技術水平的標志性產品，在保證我國混凝土工程順利施工、控制質量方面功效巨大，是我國優(yōu)質工程建設中必不可少的新型建筑材料?；炷镣饧觿┬袠I(yè)潛在市場巨大，發(fā)展前景良好。但是由于外加劑生產企業(yè)入行門檻較低，企業(yè)規(guī)模普遍較小，使得行業(yè)整體技術力量和研發(fā)力量較弱，對節(jié)能環(huán)保和清潔生產重視不夠。

　　從保證工程質量、滿足建設需求的角度看，需要混凝土外加劑企業(yè)加大在研發(fā)人員、檢驗設備等方面的投入，不斷提高產品質量和服務水平；從國家節(jié)能減排政策要求看，外加劑企業(yè)應該加快企業(yè)清潔生產和安全生產的步伐，努力實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益共贏，向經(jīng)營規(guī)模化和資源利用綜合化方向發(fā)展，實現(xiàn)外加劑行業(yè)結構的戰(zhàn)略性調整，為國家建設提供優(yōu)質新材料。