我國商品混凝土和混凝土外加劑技術(shù)進展

陳柯柯同濟大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,上海200092廈門我國商品混凝土和外加劑

行業(yè)現(xiàn)狀1主要內(nèi)容前言我國商品混凝土工業(yè)現(xiàn)狀混凝土工業(yè)對外加劑技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀結(jié)語21.前言1892年，唐山細棉廠產(chǎn)量32.前言產(chǎn)量上海42.我國商品混凝土工業(yè)現(xiàn)狀16.9%12.4%1)全國產(chǎn)量52.我國商品混凝土工業(yè)現(xiàn)狀上海1)產(chǎn)量上海62006我國預(yù)拌混凝土企業(yè)情況72021我國預(yù)拌混凝土企業(yè)情況82000年以來我國預(yù)拌商品混凝土產(chǎn)能和年產(chǎn)量的比照2.我國商品混凝土工業(yè)現(xiàn)狀9世界各國預(yù)拌商品混凝土占有率國家中國美國日本澳大利亞英國瑞典預(yù)拌混凝土占有率(%)3084786357832.我國商品混凝土工業(yè)現(xiàn)狀10基礎(chǔ)工程大規(guī)模興建鐵道建設(shè)核電工程治山治水治沙治海西氣東輸南水北調(diào)橋梁建設(shè)水電工程國防防護高速公路港口建設(shè)公路工程3.混凝土工業(yè)對外加劑技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動11全國已有13個城市獲批在2021年前建設(shè)軌道交通，總里程為1700Km，還有7個城市正規(guī)化申請建設(shè)軌道交通，總里程也將到達1700Km。到目前為止，上海已建成350Km軌道交通，到2021年，將有11條，總長400Km的軌道交通投入運營；2021年，上海達877Km，北京，廣州均超500Km運營軌道：上海—235Km；北京—198Km；廣州—117Km。城市軌道交通3.混凝土工業(yè)對外加劑技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動南京123.混凝土工業(yè)對外加劑技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動京滬高鐵京滬高鐵，1318Km總投資2209.4億元每天投資1.9億元每天消耗1萬噸鋼材；3.5萬t水泥；11萬m3混凝土；350t聚羧酸系減水劑鐵道部2021年完成6000億基建投資任務(wù)，其中京滬600億元，將消耗200萬t鋼材，1200萬t水泥，12萬tPC。高速鐵路133.混凝土工業(yè)對外加劑技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動14煙臺的渤海灣跨海隧道由上海到寧波的杭州海灣工程連接香港、澳門與廣州、深圳和珠海的伶仃洋跨海工程連接廣東和海南兩省的瓊州海峽的跨海工程連接福建和臺灣的臺灣海峽跨海工程3.混凝土工業(yè)對外加劑技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動海底隧道15興旺國家城市化建設(shè)根本完成，城市人口占80%我國城市化程度僅45.8%2021年，我國城市人口增加到8.3億，農(nóng)村要減少到6.2億今年4月份中國社科院發(fā)佈的?2021年中國城市競爭力藍皮書?預(yù)計，2030年中國的城市化率將達到65%以上巨量人口搬遷，必然增加工業(yè)、民用建筑、文化娛樂、交通運輸網(wǎng)絡(luò)，這就導(dǎo)致水泥用量的巨幅提升3.混凝土工業(yè)對外加劑技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動城市化房屋新建20億m2/y,住房13億m2/y,平均1m2/人年,既有400億m216“西部大開發(fā)〞“東部崛起〞“振興東北老工業(yè)基地〞“南水北調(diào)〞“西氣東輸〞“三峽工程〞“黃河小浪底樞紐〞“高速鐵路〞“北京奧運〞“廣東亞運〞“上海世博〞4萬億拉動內(nèi)需等3.混凝土工業(yè)對外加劑技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動17高強化大體積化高泵程化抗開裂防火功能化3.混凝土工業(yè)對外加劑技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動18韓國4.國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀PNS現(xiàn)有5個廠家每個廠1500噸/月，濃度(40%-41%)5個廠產(chǎn)量7500噸/月5個總產(chǎn)量10萬噸/年，折固合體4萬噸/年價格0.35-0.4US$/Kg(40%)相當(dāng)于固體0.875-1.0US$/Kg，RMB6100-7000元/噸PC現(xiàn)有10個廠家每個廠1500噸/月，濃度60%10個廠產(chǎn)量15000噸/月10個廠總產(chǎn)量18萬噸/年，折合20%濃度54萬噸/年價格1.7-1.8US$/Kg(60%)20%產(chǎn)品0.57-0.6US$/Kg，RMB4000-4200元/噸19中國Estimated4.國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀20外加劑品種高效減水劑(225.6)高性能減水劑木質(zhì)素磺酸鹽引氣劑膨脹劑速凝劑葡萄糖酸鹽萘系蒽系洗油系氨基磺酸鹽脂肪族密胺系年產(chǎn)量(萬噸)197.424.631.649.9411.560.41341.4317.510.3410035.414.5注：1.表中高性能減水劑按照20%液體計算，其余外加劑均已折成固體

2.不包括各類復(fù)合外加劑2007年全國混凝土外加劑產(chǎn)量合成減水劑284.54萬噸中，高效減水劑占79.3%，高性能減水劑占14.6%，木質(zhì)素磺酸鹽減水劑占6.2%21聚羧酸系減水劑年用量統(tǒng)計及預(yù)測22應(yīng)用效果受水泥、摻和料制約很大4.國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀23粉煤灰替代水泥百分率對外加劑作用效果的影響24礦渣粉替代水泥百分率對外加劑作用效果的影響25沸石粉替代水泥百分率對外加劑作用效果的影響26硅灰替代水泥百分率對外加劑作用效果的影響27煤矸石、偏高嶺土替代水泥百分率對外加劑作用效果的影響海螺水泥拉法基水泥28中國水泥中混合材的實際摻量P.O42.5平均摻量20%P.O32.5最大摻量48%平均摻量

28%最大摻量26%實際上中國主要的水泥為摻有2-3種混合材的復(fù)合水泥。29相同水灰比下不同細度的水泥對水泥漿體流動度的影響水灰比為0.274，高效減水劑摻量為0.7%C3031助磨劑問題4.國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀定義、摻量及作用定義---在水泥粉磨中參加的，能夠起到助磨作用而又不損害水泥性能的外加劑稱為水泥助磨劑作用---水泥助磨劑能夠顯著提高水泥粉磨效率，從而降低水泥生產(chǎn)(粉磨)能耗添加量---JC/T667-2004?水泥助磨劑?中，水泥助磨劑的摻量為1.0%GB175-2007?通用硅酸鹽水泥?和GB/T18046-2021?用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉?明確規(guī)定水泥助磨劑的摻量不應(yīng)超過0.5%32助磨劑問題4.國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀研究和應(yīng)用歷史自從1930年Goddard以樹脂作為水泥助磨劑在英國首先取得專利以來，被用作水泥助磨劑的物質(zhì)已有幾十種20世紀(jì)60年代，工業(yè)興旺國家如日本、美國、德國和前蘇聯(lián)等國對水泥助磨劑的研究和應(yīng)用越來越廣泛，幾乎所有的水泥廠都采用了水泥助磨劑20世紀(jì)50年代后期，我國一些水泥廠曾使用紙漿廢液、煤和肥皂廢液等作為水泥助磨劑20世紀(jì)70年代，所采用的水泥助磨劑一般是化工廠的副產(chǎn)品或下腳料以及廢液、廢渣等，均取得較好的效果33助磨劑問題4.國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀研究和應(yīng)用歷史最近，由于國家對全行業(yè)節(jié)能的重視，并隨著我國水泥標(biāo)準(zhǔn)向ISO標(biāo)準(zhǔn)靠攏、通用水泥和水泥助磨劑標(biāo)準(zhǔn)的修訂、公布與實施，大大推動了我國水泥助磨劑的開發(fā)與應(yīng)用很多國內(nèi)外公司瞄準(zhǔn)了水泥助磨劑這個新興市場，紛紛推出了自己的產(chǎn)品，使用水泥助磨劑的水泥企業(yè)也在不斷增多，由1999年的幾十家增加到近期的數(shù)百家當(dāng)前水泥行業(yè)中助磨劑的使用率缺乏20%34助磨劑問題4.國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀種類1)固體助磨劑包括硬脂酸鹽類；木質(zhì)素磺酸鹽類；脂肪酸及其鹽類；烷基磺酸鹽類；膠體二氧化硅；膠體石墨；炭黑；粉煤灰；煤；焦炭；木質(zhì)纖維；石膏；萘系減水劑脫硫石膏等。2)液體助磨劑包括有機硅；醇胺類(如三乙醇胺)；醇類(如乙二醇、丙二醇)；胺類(如醋酸胺等)；聚丙烯酸酯；聚羧酸鹽；亞硫酸鹽酒精廢液；文沙劑；椰子油系列等。3)氣體助磨劑包括蒸汽狀的極性物質(zhì)(丙酮、硝基甲烷、甲醇、水蒸汽)以及非極性物質(zhì)(四氯化碳)等。35助磨劑問題4.國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀種類1)降低粉磨能耗型木質(zhì)素磺酸鹽類；脂肪酸及其鹽類；烷基磺酸鹽類；膠體二氧化硅；膠體石墨；炭黑；粉煤灰；煤；焦炭；木質(zhì)纖維；石膏；萘系減水劑脫硫石膏；醇類(如乙二醇、丙二醇)；聚丙烯酸酯；聚羧酸鹽；亞硫酸鹽酒精廢液；文沙劑；椰子油2)提高早期強度型包括醇胺類(如三乙醇胺)；胺類(如醋酸胺等)；聚丙烯酸酯；聚羧酸鹽；亞硫酸鹽酒精廢液；石膏；萘系減水劑脫硫石膏；甚至海鹽等。36石膏問題4.國內(nèi)外混凝土外加劑現(xiàn)狀種類1)天然二水石膏2)天然硬石膏3)天然二水石膏+硬石膏4)磷石膏5)氟石膏6)脫硫石膏7)萘系減水劑下腳料石膏8)其它374.國內(nèi)外混凝