摘要:
各种混凝土外加剂的应用改善了新拌和硬化混凝土的性能，促进了混凝土新技术的发展，促进了工业副产品在胶凝材料系统中更多的应用，有助于节约资源和环境保护，已经逐步成为优质混凝土必不可少的材料。20世纪30年代，国外就开始使用木质素磺酸盐减水剂，60年代初，日本和西德先后研制成萘系和三聚氰胺系高效减水剂，从90年代开始，日本和欧洲开始使用聚羧酸系高性能减水剂，混凝土外加剂进入了迅速发展和广泛应用时代。在欧洲，90%的混凝土中使用各种混凝土外加剂，其中70%是各种类型的减水剂。我国外加剂的起步较国外稍晚，20世纪50年代开始木质素磺酸盐和引气剂的研究和应用，70年代以后，外加剂的科研、生产和应用取得重大进展，2000年前后逐渐开始对高性能减水剂进行研究，以聚羧酸系减水剂为代表的高性能减水剂在近5年的时间里应用量连续翻番增长。国家基础建设保持高速增长，铁路、公路、机场、煤矿、市政工程、核电站、大坝等工程对混凝土外加剂的需求一直很旺盛，我国的混凝土外加剂行业也一直处于高速发展阶段。
一、混凝土外加剂行业的发展现状
1．外加剂产品的发展情况
2010年1月~3月，中国建筑材料联合会混凝土外加剂分会组织协会会员单位、各省市的理事和各地有关专家、行业管理部门共同参与了2009年全国混凝土外加剂产品产量调查，在对全国各省市外加剂生产企业进行大量调查工作的基础上，根据多个渠道汇总的各省市外加剂产量数据累加，2009年全国各品种外加剂产量见下表。
目前，全国外加剂品种齐全，混凝土外加剂总产量达722.52万吨。各种合成减水剂产量约484.68万吨，各种高效减水剂（萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸盐、脂肪族和蒽系减水剂）占全部合成减水剂总量的67%，聚羧酸系高性能减水剂占26%，普通减水剂（木质素磺酸盐减水剂）占7%。2009年其他外加剂的产量分别为引气剂1.6317万吨、膨胀剂126.362万吨、速凝剂100.71万吨（其中固体速凝剂占74.32%，液体速凝剂占25.68%）、缓凝剂（葡萄糖酸钠、糖钙、糖蜜等）9.15万吨。据估算，上述外加剂销售产值达到277.8亿元。
（1）高效减水剂
高效减水剂是在混凝土工作性大致相同时，具有较高减水率的一种外加剂，2009年全国总产量为322.79万吨，其中萘系占高效减水剂总产量的82.53%、脂肪族占12.85%、氨基磺酸盐占2.85%、蒽系占1.32%、三聚氰胺系占0.45%。萘系产量占全部合成减水剂总产量的55%，与2007年相比有所下降；聚羧酸系减水剂占全部合成减水剂的26%，与2007年相比有所上升，但萘系仍然是减水剂中使用量大面广的品种。2009年脂肪族减水剂产量比2007年增长29.93万吨，增加较多，这是由于脂肪族减水剂价格较为便宜，主要用于外加剂的复配，河南、浙江两省为脂肪族减水剂生产的大省。
（2）高性能减水剂
以聚羧酸盐类为主要成分的高性能减水剂具有一定的引气性、较高减水率和良好的坍落度保持性能，是环保型的外加剂。国外20世纪90年代开始使用，日本现在的使用率占高效减水剂的60%～70%，欧美约占20%左右。
从2000年前后，我国混凝土工程界逐渐认识聚羧酸系减水剂。近几年来，在高速铁路建设的带动下，高性能减水剂发展迅猛，并得到了大量推广应用。2007年国内年产量为41.43万吨，2009年依据各省聚羧酸外加剂生产量累加计算，产量为126.83万吨，增长幅度达到206%。聚羧酸外加剂生产量比较大的省市是山西省、江苏省和浙江省。
GB50119《混凝土外加剂应用技术规范》编制组对全国主要的7家聚羧酸原料生产企业的原料销售数量进行调查显示，这7家企业2009年聚羧酸原料销售约15万吨，折合聚羧酸减水剂母液约80万吨。此外，还有一些国外的企业也生产和销售聚羧酸外加剂原料。
高速铁路工程用外加剂主要是聚羧酸系减水剂。外加剂分会对2008年~2009年在建的26条铁路干线聚羧酸外加剂用量进行了详细统计，调查显示，这26条线路的总里程为11243.56公里，总投资额为10149.96亿元，计划或实际使用（已经完工）聚羧酸系减水剂总计149.2267万吨。2007年这些线路聚羧酸减水剂招标额为12.32万吨，2008年为32.89万吨，2009年为52.31万吨。即使按照聚羧酸系减水剂在某一时期的较高价格7000元/吨来估计，2007年~2009年的3年里聚羧酸系减水剂产值约1044586.9万元(10.44亿元)，仅占铁路投资总额的1.03%。目前特别值得关注的一个问题是，高速铁路招标过程中聚羧酸外加剂存在最低价中标的问题，2009年中标价格最低为3450元/吨左右。从保证工程质量的角度出发，应该鼓励不断提高聚羧酸减水剂质量，加强新品种聚羧酸减水剂理论和应用基础研究，加强工程现场服务，反对恶意压价竞争。
（3）膨胀剂
膨胀剂的主要特性是掺入混凝土后起抗裂防渗作用，它的膨胀性能可补偿混凝土硬化过程中的收缩，在限制条件下成为自应力混凝土。我国生产膨胀剂主要品种有：U型膨胀剂（生、熟明矾石，硬石膏等组成）、复合膨胀剂（CEA）、铝酸钙膨胀剂（AEA-高强熟料、天然明矾石、石膏）、EA-L膨胀剂（生明矾石、石膏等组成）、FN-M膨胀剂（硫铝酸盐混凝土膨胀剂）、CSA微膨胀剂（硫铝酸盐等）、脂膜石灰膨胀剂（石灰、硬脂酸等）。2009年，膨胀剂年产量约126.36万吨，生产企业100多家。一些上规模的企业年产量3万～5万吨，少数厂家的年产量达到10万吨，甚至20万吨以上。生产企业集中在湖北、安徽、江西、天津、山西等省市。
（4）速凝剂
速凝剂是调节混凝土（或砂浆）凝结和硬化速度的外加剂，它能加速水泥的水化作用，显著缩短凝结时间，用于喷射混凝土施工。速凝剂按产品形态，可分为固态和液态；按其碱的含量来分，可分为有碱、无碱和低碱。2009年，全国速凝剂年产量约100.71万吨，生产厂60多家，主要分布在华北、华东、中南地区。2009年由于铁路、公路、煤炭行业建设大规模增长，速凝剂产量较2007年有大幅度增长。特别是高速铁路对液体无碱速凝剂的需求，使得2009年液体速凝剂产量达到25.86万吨，成为外加剂发展的亮点之一。
（5）木质素类磺酸盐减水剂
木质素磺酸盐减水剂是常用的普通型减水剂，其减水率为8%～10%，可以直接使用，也可作为复合型外加剂原料之一，因价格较便宜，使用还是较广泛的。木质素磺酸盐类减水剂2009年的产量约35.06万多吨，产品包括木钙、木镁、木钠等。从我国应用木质素磺酸盐减水剂来说，各地是不平衡的，南方利用较多，如上海利用它配制成中效泵送剂，较广泛的用于商品混凝土；2009年四川省木钙产量有大幅度增加。木质素磺酸盐减水剂是利用造纸厂的造纸废液生产的普通减水剂，变废为宝，并且解决了对环境造成污染的难题；产品质量稳定、价格适中、应用范围广，是一种应该大力推广使用的外加剂产品。
（6）缓凝剂
目前主要使用的缓凝剂产品有糖钙、糖蜜、葡萄糖酸钠、柠檬酸等。用作缓凝剂的还有羟基羧酸（酒石酸、葡萄糖酸、水杨酸、乙酸、马来酸、单宁酸、已糖酸等）、碳水化合物（蔗糖）或其他一些化合物。2009年缓凝剂总产量已达9.15万吨，四川米易和内蒙古集宁都有糖钙专业生产厂。
（7）引气剂
引气剂是一种在搅拌时能够在砂浆和混凝土中引入大量均匀分布的、封闭的微小气泡，并能使气泡保留在硬化混凝土中的外加剂。引气减水剂是兼有引气和减水两种功能的外加剂，引气剂和引气减水剂主要用来改善塑性砂浆和混凝土和易性，减少泌水和离析，同时大幅度提高砂浆和混凝土的耐久性。目前国内应用量较多的引气剂是松香热聚合物。皂甙类引气剂具有良好的性能，目前在上海、杭州等地都有工厂在生产。2009年全国引气剂总产量为1.63万吨，比2007年增长1.29万吨。
（8）复合型外加剂
复合型外加剂是根据工程需要，以上述的各种组分为主，再加入其他组分复合而成，如防冻剂、早强减水剂、泵送剂、防水剂、引气减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、水下混凝土用外加剂、灌浆剂等。这些复合型的外加剂生产设备较为简单、投资少、效益较好。我国有一大部分外加剂厂是生产这种类型的外加剂。混凝土外加剂大多数以复合外加剂加入混凝土。