一、概述

  近幾十年以來(lái)，我國(guó)混凝土技術(shù)取得了很大進(jìn)步，混凝土拌合物性能從干硬性到塑性和大流動(dòng)性甚至自密實(shí)、混凝土強(qiáng)度從中低強(qiáng)度到中高強(qiáng)度甚至超高強(qiáng)度、混凝土的綜合性能從普通性能開始向高性能方向發(fā)展?；炷镣饧觿┘夹g(shù)的成功應(yīng)用與發(fā)展，對(duì)混凝土工程的這些巨大技術(shù)進(jìn)步，起了決定性的作用，沒有混凝土外加劑技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，就不可能有現(xiàn)代混凝土技術(shù)的成功應(yīng)用。

  混凝土外加劑的特點(diǎn)是：摻量小、作用大。它對(duì)混凝土作用有四點(diǎn)：改善新拌混凝土的工作性能；提高硬化混凝土的力學(xué)性能；改善混凝土的耐久性；節(jié)約水泥，可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。伴隨現(xiàn)代混凝土施工新技術(shù)，如泵送混凝土、大流態(tài)混凝土、自密實(shí)混凝土、高強(qiáng)高性能混凝土、水下不分散混凝土、噴射混凝土等的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，無(wú)不顯示了外加劑的巨大作用。可以這樣說(shuō)，外加劑的應(yīng)用是現(xiàn)代混凝土的最顯著的標(biāo)志，換句話說(shuō)，現(xiàn)代混凝土技術(shù)的核心實(shí)際上就是加劑技術(shù)。事實(shí)上，混凝土外加劑已經(jīng)成為現(xiàn)代混凝土技術(shù)中不可或缺的組分之一。

  二、我國(guó)混凝土外加劑行業(yè)發(fā)展概況

  近年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)快速發(fā)展，混凝土需求量越來(lái)越大、質(zhì)量要求也越來(lái)越高、性能要求越來(lái)越綜合化、多樣化，對(duì)外加劑品種要求越來(lái)越多、性能要求也越來(lái)越高。隨之我國(guó)混凝土外加劑行業(yè)也有了很大發(fā)展，并且，隨著建設(shè)工程量的不斷增加，我國(guó)混凝土外加劑的生產(chǎn)和應(yīng)用仍具有很大的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間，品種和品牌會(huì)進(jìn)一步增加。外加劑日益廣泛地應(yīng)用對(duì)混凝土技術(shù)帶來(lái)的影響十分顯著，而外加劑應(yīng)用技術(shù)水平的高低，也足以影響我國(guó)混凝土技術(shù)發(fā)展的快慢，二者相輔相成、相互依存，沒有混凝土技術(shù)的發(fā)展需求，混凝土外加劑的發(fā)展就缺少動(dòng)力，反之，沒有外加劑產(chǎn)品及其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，混凝土技術(shù)達(dá)不到今天的水平。

  然而如果外加劑使用不當(dāng)，則往往不能達(dá)到預(yù)期效果，甚至?xí)霈F(xiàn)質(zhì)量事故。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，行業(yè)一直加強(qiáng)對(duì)混凝土外加劑及其應(yīng)用技術(shù)的研究，加強(qiáng)向工程界宣傳混凝土外加劑新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝，大力培訓(xùn)技術(shù)人員，使之能準(zhǔn)確掌握各種外加劑的性能，并針對(duì)具體工程如何正確選擇使用各種不同性能的外加劑，使其發(fā)揮最佳效果，取得應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，對(duì)于提高我國(guó)混凝土總體質(zhì)量水平、推動(dòng)混凝土工程的技術(shù)進(jìn)步、促進(jìn)高性能混凝土等高新技術(shù)的進(jìn)一步健康發(fā)展、保證我國(guó)外加劑產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

  我國(guó)混凝土外加劑行業(yè)發(fā)展概況可以歸納為以下幾點(diǎn)：

  （1）外加劑生產(chǎn)廠家數(shù)量多：

  據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)外加劑生產(chǎn)廠家接近6000多家，其中化學(xué)合成生產(chǎn)企業(yè)有500多家、膨脹劑生產(chǎn)企業(yè)有100多家。甚至可以認(rèn)為有一個(gè)攪拌站就有一個(gè)外加劑廠家。

  （2）外加劑品種齊全：

  目前我國(guó)外加劑品種齊全，達(dá)30多種，國(guó)外有的外加劑品種國(guó)內(nèi)幾乎都有。能夠滿足工程的各種需求。在各種高效減水劑中，2013年聚羧酸系減水劑、萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑產(chǎn)量分別為497.81萬(wàn)噸、357.59萬(wàn)噸和68.17萬(wàn)噸。近幾年，聚羧酸系高性能減水劑發(fā)展迅猛，總量比例由2007年的14.6%持續(xù)提高到2013年的52.2%。

  （3）外加劑產(chǎn)量多、產(chǎn)值高：

  近幾年我國(guó)外加劑產(chǎn)量增長(zhǎng)速度驚人，已躍居世界外加劑產(chǎn)量前茅，并有逐年大幅提高的趨勢(shì)。據(jù)中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)混凝土外加劑分會(huì)發(fā)布的2013年我國(guó)混凝土外加劑產(chǎn)品調(diào)查結(jié)果顯示：2013年混凝土外加劑總產(chǎn)量達(dá)1225.25萬(wàn)噸，折合外加劑銷售產(chǎn)值達(dá)到496.61億元。

  （4）企業(yè)規(guī)模越來(lái)越大：

  外加劑生產(chǎn)企業(yè)逐年向規(guī)模化發(fā)展，年產(chǎn)萬(wàn)噸的企業(yè)已經(jīng)有300多家，年產(chǎn)3-4萬(wàn)噸的企業(yè)有近60家，其中年產(chǎn)值超億元的外加劑生產(chǎn)企業(yè)有近100家。

  （5）企業(yè)整體水平越來(lái)越高：

  近幾年許多新建、在建的生產(chǎn)企業(yè)起點(diǎn)顯著提高，表現(xiàn)在投資力度大、生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)設(shè)備先進(jìn)、技術(shù)力量強(qiáng)、企業(yè)管理制度完善、管理水平日益提高、質(zhì)量控制手段完備、相應(yīng)的試驗(yàn)儀器及檢驗(yàn)設(shè)備齊全。特別是，中鐵檢驗(yàn)認(rèn)證中心（CRCC）要求進(jìn)入高速客運(yùn)專線工程的混凝土外加劑企業(yè)進(jìn)行認(rèn)證，其中要求了混凝土外加劑企業(yè)的硬件和軟件的各項(xiàng)要求，例如要求外加劑的生產(chǎn)線需采用自動(dòng)化生產(chǎn)線等，這大大促進(jìn)了混凝土外加劑行業(yè)的技術(shù)和生產(chǎn)的進(jìn)步。

  （6）外加劑及其應(yīng)用技術(shù)水平越來(lái)越高：

  隨著我國(guó)化學(xué)合成外加劑與復(fù)合外加劑生產(chǎn)技術(shù)和水平的不斷發(fā)展、產(chǎn)品的性價(jià)比更為合理、外加劑研發(fā)和應(yīng)用技術(shù)水平的日益提高，外加劑大量、廣泛用于各種混凝土的施工，特別是高質(zhì)量的外加劑正在為諸多的國(guó)家重點(diǎn)工程、大型工程所用。我國(guó)外加劑不但能夠滿足各種混凝土的施工技術(shù)要求，也能夠達(dá)到混凝土的質(zhì)量要求。特別是，在我國(guó)混凝土原材料復(fù)雜多變的情況下，混凝土質(zhì)量仍能滿足工程需要，這與外加劑應(yīng)用技術(shù)水平的提高密切相關(guān)。

  （7）外資企業(yè)轉(zhuǎn)變經(jīng)營(yíng)模式

  由于中國(guó)建筑市場(chǎng)十分龐大，全世界水泥產(chǎn)量的一半以上消耗在中國(guó)，這吸引了國(guó)外許多外加劑生產(chǎn)企業(yè)相繼進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。已進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的相關(guān)企業(yè)主要有：SIKA公司、BASF公司、福斯樂公司、意大利馬貝公司、日本的觸媒公司、韓國(guó)LG公司、法國(guó)高泰公司等。這些公司剛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)時(shí)，主要采用的推廣方式是銷售他們?cè)诰惩馍a(chǎn)的產(chǎn)品，有的公司在國(guó)內(nèi)建立生產(chǎn)線，進(jìn)行生產(chǎn)或復(fù)配。這些國(guó)外公司的進(jìn)入，一方面有力地推動(dòng)了外加劑行業(yè)在我國(guó)的發(fā)展與進(jìn)步，縮短了我國(guó)外加劑方面與國(guó)外的差距，另一方面，對(duì)提高我國(guó)混凝土外加劑行業(yè)的整體水平將有深遠(yuǎn)的影響和促進(jìn)作用。

  但隨著國(guó)內(nèi)外加劑企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，特別是聚羧酸系減水劑技術(shù)，以及該外加劑產(chǎn)業(yè)鏈逐漸建立完善并成熟，國(guó)內(nèi)外加劑技術(shù)在某些方面已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際的先進(jìn)水平，甚至國(guó)際的領(lǐng)先水平。另外，國(guó)內(nèi)企業(yè)更能適應(yīng)我國(guó)原材料多變等環(huán)境，促使某些國(guó)外品牌逐漸退出了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。也有一些外資企業(yè)為適應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)情況，選擇了與國(guó)內(nèi)企業(yè)合資的方式，或者專售母液的方式，與國(guó)內(nèi)企業(yè)合作，國(guó)內(nèi)企業(yè)的特點(diǎn)，取得了良好的效果。

  （9）行業(yè)的節(jié)能及環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)：

  隨著全球可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，隨著科學(xué)發(fā)展觀的深入人心，整個(gè)混凝土外加劑行業(yè)對(duì)節(jié)能節(jié)材、綠色環(huán)保及人體健康意識(shí)日益增強(qiáng)。在確保外加劑產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，注重節(jié)約能源和保護(hù)資源正在成為行業(yè)的工作重點(diǎn)。不少企業(yè)已經(jīng)把節(jié)水、節(jié)能等列入企業(yè)內(nèi)部重點(diǎn)考核指標(biāo)，一些優(yōu)秀企業(yè)對(duì)研究開發(fā)綠色環(huán)保型外加劑新產(chǎn)品、新技術(shù)方面加大投資力度，給其它企業(yè)做出了典范。

  （10）外加劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用技術(shù)規(guī)范齊全：

  從1986年起，為了確保外加劑產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)應(yīng)用技術(shù)水平的發(fā)展與提高、規(guī)范市場(chǎng)、保證工程質(zhì)量，我國(guó)針對(duì)使用量比較大、應(yīng)用面比較廣的各種混凝土外加劑相繼制訂了一系列混凝土外加劑產(chǎn)品國(guó)家（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)和混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范。此后大部分標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范都進(jìn)行了修訂，這對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)范市場(chǎng)、確保工程質(zhì)量起到了重要作用。目前我國(guó)已制定的混凝土外加劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)比較齊全。

  今后我分會(huì)的工作重點(diǎn)將是加強(qiáng)對(duì)各種新型外加劑、環(huán)保型外加劑、特別是對(duì)高性能外加劑的研發(fā)，進(jìn)一步促進(jìn)外加劑應(yīng)用技術(shù)的不斷完善與應(yīng)用水平的提高，這也是我國(guó)混凝土新技術(shù)不斷向前發(fā)展的關(guān)鍵。

  三、混凝土外加劑國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

  （一）國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀

  1. 國(guó)內(nèi)外加劑技術(shù)現(xiàn)狀

  國(guó)際上自上世紀(jì)30年代開始使用混凝土外加劑。我國(guó)自上世紀(jì)50 年代開始研制和少量使用混凝土外加劑；70年代外加劑行業(yè)開始興起。經(jīng)過30多年的努力，我國(guó)的外加劑行業(yè)已經(jīng)得到長(zhǎng)足的發(fā)展，目前我國(guó)外加劑技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀大致可歸納總結(jié)為：

  （1）高效減水劑的合成技術(shù)穩(wěn)定，種類多樣化并存

  高效減水劑是混凝土外加劑中最為重要的一類產(chǎn)品，可以單獨(dú)使用，也可以與其他產(chǎn)品復(fù)配使用。我國(guó)高效減水劑產(chǎn)量位居世界第一。其中，萘磺酸鹽甲醛縮合物高效減水劑占到全部高效減水劑產(chǎn)量的90%左右。我國(guó)萘系高效減水劑生產(chǎn)工藝成熟穩(wěn)定，產(chǎn)品已經(jīng)接近國(guó)外的水平，但是半數(shù)以上的企業(yè)規(guī)模太小，低濃萘系高效減水劑占主流，而高濃高效減水劑（Na₂SO₄ 的含量小于5%）的產(chǎn)能較小，產(chǎn)量還不到5%。

  我國(guó)高效減水劑產(chǎn)品多樣化，是目前高效減水劑技術(shù)發(fā)展的特色之一。從原來(lái)較為單一的萘系產(chǎn)品向氨基磺酸鹽、新型三聚氰胺、脂肪族等多品種共同發(fā)展。新型高效減水劑生產(chǎn)工藝比萘系簡(jiǎn)單，投資比萘系少，在性能上又具有明顯的特點(diǎn)，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

  （2）聚羧酸系高性能減水劑大規(guī)模應(yīng)用，特別是在民用建筑的中的規(guī)?；瘧?yīng)用，是外加劑行業(yè)的又一里程碑式發(fā)展?；谖覈?guó)各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，特別是高速鐵路網(wǎng)、高速公路網(wǎng)、橋梁、隧道、機(jī)場(chǎng)、港口、大壩、高層建筑等建設(shè)項(xiàng)目正大規(guī)模開展，混凝土工程量巨大，特別是，聚羧酸系減水劑在民用建筑混凝土中已經(jīng)大規(guī)模地開展了成功應(yīng)用，這使得該類外加劑的年產(chǎn)量乘幾何倍數(shù)增加。2013年聚羧酸系減水劑年產(chǎn)量首度超過了總量的50%，達(dá)到了52%，從2007年的14%到52%，僅用量了6年的時(shí)間，增長(zhǎng)迅速，并且這一趨勢(shì)還在加速。

  （3）混凝土外加劑向著品種齊全，產(chǎn)品性能不斷提高的方向發(fā)展。

  我國(guó)混凝土外加劑品種很多，如能夠降低混凝土用水量、提高混凝土強(qiáng)度的高效減水劑，用于調(diào)整混凝土凝結(jié)時(shí)間的緩凝劑、促凝劑，減少混凝土收縮開裂時(shí)使用的膨脹劑、減縮劑，能提高混凝土的抗凍融性能、延長(zhǎng)混凝土的使用壽命的引氣劑，在冬季負(fù)溫條件下施工時(shí)使用的防凍劑等等，基本能夠滿足我國(guó)現(xiàn)有條件下施工的各種混凝土性能的要求。國(guó)外有的品種在國(guó)內(nèi)幾乎都有，目前在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里已經(jīng)對(duì)14種外加劑產(chǎn)品的性能有了明確規(guī)定。

  混凝土施工技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了各種外加劑的升級(jí)換代。混凝土膨脹劑的年產(chǎn)量穩(wěn)步增加，2009年約126.36萬(wàn)噸，2011年約135萬(wàn)噸，2013年約150萬(wàn)噸?；炷僚蛎泟┮灿筛邏A高摻（15%～20%）、中堿中摻（10%～12%）逐步向低堿低摻（6%～8%）發(fā)展。

  以前我國(guó)速凝劑幾乎全為粉狀的速凝劑。無(wú)堿液體速凝劑產(chǎn)量有了明顯增加，大大減少了作業(yè)面的粉塵數(shù)量，降低噴射混凝土后期強(qiáng)度損失，提高了噴射混凝土工程質(zhì)量。

  引氣劑在聚羧酸系高性能減水劑、泵送劑、防凍劑等外加劑中得到廣泛使用。近幾年，引氣劑產(chǎn)量一直在持續(xù)增長(zhǎng)，2009年引氣劑總產(chǎn)量為1.63萬(wàn)噸，2011年產(chǎn)量達(dá)到3.36萬(wàn)噸，2013年產(chǎn)量達(dá)到3.79萬(wàn)噸。引氣劑的快速發(fā)展是由于人們更加重視混凝土耐久性所致。傳統(tǒng)的松香皂類引氣劑也被進(jìn)行多種方法的改性，新型三萜皂甙類引氣劑也有多個(gè)廠家生產(chǎn)。

  總體看來(lái)，我國(guó)外加劑的配制技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)都在不斷完善和提高過程中。

  （4）自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)開始為企業(yè)所接受，大中型企業(yè)自主向自動(dòng)化生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)型。

  傳統(tǒng)外加劑生產(chǎn)過程中，計(jì)量、溫度控制、反應(yīng)時(shí)間控制、加料等過程都是人工操作，常常出現(xiàn)誤差和錯(cuò)誤，輕則造成質(zhì)量波動(dòng)，重者出現(xiàn)廢品。利用自動(dòng)化控制技術(shù)，改進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是我國(guó)混凝土外加劑生產(chǎn)技術(shù)提高的重要途徑之一，也是我國(guó)混凝土外加劑生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的方向。

  特別是高速客運(yùn)專線對(duì)外加劑企業(yè)的生產(chǎn)提出了嚴(yán)格的要求，促使了外加劑企業(yè)的生產(chǎn)由人工生產(chǎn)向自動(dòng)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。

  （5）混凝土外加劑步入清潔化、綠色化生產(chǎn)技術(shù)階段。

  與其他建筑材料一樣，混凝土外加劑的綠色化生產(chǎn)越來(lái)越被重視。外加劑生產(chǎn)企業(yè)也明顯感到環(huán)保壓力，注意到生產(chǎn)區(qū)與居民區(qū)的隔離和生產(chǎn)壓力容器的安全問題。

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  在外加劑綠色化生產(chǎn)技術(shù)方面，開展了多種途徑綜合利用廢渣等方面的研究和應(yīng)用。生產(chǎn)企業(yè)十分注意減少生產(chǎn)過程中廢氣的排放，利用循環(huán)水等。今后還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)外加劑各種原料、成品環(huán)保性能的評(píng)價(jià)，一些復(fù)合外加劑廠應(yīng)加裝除塵設(shè)備，收集生產(chǎn)車間的粉塵，改善生產(chǎn)條件，保障工人安全。

  2. 國(guó)外外加劑技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

  國(guó)外混凝土外加劑技術(shù)也是在最近的40～50年代才迅速地發(fā)展起來(lái)的。20世紀(jì)50年代還只有普通減水劑，當(dāng)時(shí)主要是美國(guó)的“普濁里”，后來(lái)日本引進(jìn)了“普濁里”并加以改進(jìn)和發(fā)展，使“普濁里”得到了廣泛應(yīng)用。40年代中期開發(fā)出了羥基羧酸鹽類減水劑。

  前蘇聯(lián)是外加劑研究和使用較早的國(guó)家，從20世紀(jì)30年代起就開始在混凝土中應(yīng)用表面活性劑的實(shí)驗(yàn)，中國(guó)的木質(zhì)磺酸鹽減水劑即是從前蘇聯(lián)的亞硫酸鹽紙漿廢液減水劑“CCB”引進(jìn)的。由于前蘇聯(lián)地處寒冷地區(qū)，他們?cè)谠鐝?qiáng)劑，尤其是防凍劑的研究應(yīng)用上，都處于領(lǐng)先地位，研制應(yīng)用已有40多年歷史。例如1985年前蘇聯(lián)使用了35萬(wàn)噸外加劑，其中早強(qiáng)防凍劑即占24萬(wàn)噸。所使用的品種也多，有無(wú)機(jī)鹽也有有機(jī)物。主要品種有氯化鈉、氯化鈣、碳酸鉀、亞硝酸鈉、尿素、亞硝酸鈣以及這些鹽類的復(fù)合物。并對(duì)早強(qiáng)防凍劑的工程應(yīng)用做了詳細(xì)的規(guī)定（應(yīng)用規(guī)范）。

  進(jìn)入了20世紀(jì)60年代以后是混凝土外加劑發(fā)展最具歷史意義的時(shí)期。當(dāng)時(shí)由于要求混凝土具有更高的強(qiáng)度和更大的流動(dòng)度，而普通減水劑如木質(zhì)磺酸鹽及文沙樹脂等引氣劑已不能滿足要求。于是1962年日本花王石堿公司的服部健一首先研制成功了萘系減水劑，即麥地高效減水劑。其后1964年前西德又研制成功了以磺化三聚氰胺甲醛樹脂為主要萬(wàn)分的另一類高效減水劑“Melment”（梅爾門特）。這類減水劑減水15%以上，并且不引氣，適于配制高強(qiáng)大流動(dòng)度混凝土，很快得到各國(guó)的公認(rèn)。這種減水劑在美國(guó)叫做High-ragewater-redncing agent( 高度減水)，英國(guó)、澳大利亞、加拿大等國(guó)稱為Superplasticizer（超塑化劑）和Fluifier（流化劑），德國(guó)使用了Superverflussigar（超流化劑）或Fliessmittel（流化劑）等名稱）。這兩面種減水劑在國(guó)際超塑化劑會(huì)議上得到過金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?

  隨后前蘇聯(lián)建工部托拉斯伏爾加河岸地區(qū)建設(shè)總局又制造出一種新超塑化劑“Anuaccah”，由含硫酸鹽的丙烯酸鹽廢料加工而成。這種塑化劑能夠生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的密筋構(gòu)件，與未摻塑化劑的混凝土相比，能夠用較低標(biāo)號(hào)的水泥獲得高強(qiáng)混凝土；新拌混凝土可以作長(zhǎng)短距離運(yùn)輸。在混凝土中摻入0.75%超塑化劑，保證拌合物不分層，能把振動(dòng)時(shí)間縮短1/2～1/3或者不用振動(dòng)；混凝土拌合物的流動(dòng)度可提高5倍，而不降低強(qiáng)度；抗?jié)B性可提高2～3個(gè)標(biāo)號(hào)；減少拌合用水量，保證拌合物和易性，混凝土強(qiáng)度可提高1～2個(gè)等級(jí)；能縮短蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)間2～3h，其混凝土的抗凍性指標(biāo)比未摻的提高40%；可提高構(gòu)件生產(chǎn)率40%～50%, 水泥用量減少10%～20%。1985年開始大量用于構(gòu)件生產(chǎn)。

  自從高效減水劑問世，使混凝土技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，新的施工工藝和工法不斷出現(xiàn)，大大地?cái)U(kuò)展了混凝土的使用范圍。19世紀(jì)法國(guó)出現(xiàn)鋼筋混凝土，實(shí)現(xiàn)了混凝土技術(shù)的第一次飛躍，1928年法國(guó)E.Freyssint發(fā)明的預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了混凝土技術(shù)的第二次飛躍，這第三次飛躍就是各種高性能減水劑的問世。

  為滿足混凝土多種性能的要求，國(guó)外還大力發(fā)展及兼有多種性能的復(fù)合多功能外加劑以及特殊性能的外加劑。復(fù)合減水劑國(guó)外應(yīng)用量最大的當(dāng)數(shù)引氣減水劑（AE劑），它不僅可以改善工藝、節(jié)省水泥，同時(shí)可以提高混凝土的耐久性。如日本應(yīng)用最廣，幾乎100%混凝土中都要加入引氣劑。復(fù)合多功能減水劑還有烏克蘭研制的一種利用廉價(jià)工業(yè)副產(chǎn)品生產(chǎn)的ΠφC，其主要成分為甲酸鈉、糖漿、聚乙醇等。它是一種濃度為40%～50%的水溶液，能明顯地加速混凝土的硬化過程并能夠使水泥具有微孔結(jié)構(gòu)。提高混凝土的密實(shí)度、抗凍性和耐蝕性。摻入ΠφC， 可使拌合物流動(dòng)度從2～3cm提高到18～20cm，或者是流動(dòng)度不變而混凝土強(qiáng)度提高30%～50%，或者節(jié)約水泥10%～20%。ΠφC 的摻量?jī)H為水泥質(zhì)量的0.6%～0.8%。用于制造蒸養(yǎng)混凝土?xí)r，能縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間3h。這種外加劑大量用于制造水工構(gòu)件和混凝土，如河渠的護(hù)面板。

  其他如日本、瑞典等國(guó)研制出了超緩凝劑，它可以調(diào)整摻量來(lái)控制混凝土的凝結(jié)時(shí)間在24h甚至72h，而對(duì)混凝土強(qiáng)度等無(wú)不利影響。如日本上智大學(xué)圖書館建過程中采用了逆作法施工，在混凝土中摻入超緩凝劑，可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持工作度，有足夠時(shí)間安放結(jié)構(gòu)柱，通過定位器可以保證結(jié)構(gòu)柱的插放精度在1/1000以內(nèi), 解決了以往逆作法施工的安全和效率問題。

  膨脹劑是一類摻量較大的外加劑。在20世紀(jì)60年代中期首先由日本開發(fā)應(yīng)用，日本的河野俊夫研制成功了石灰系膨脹劑。膨脹劑和膨脹水泥都有可以配制成補(bǔ)償收縮混凝土和自應(yīng)力混凝土，日本首創(chuàng)的混凝土膨脹劑，給膨脹－自應(yīng)力混凝土的廣泛應(yīng)用帶來(lái)了生機(jī)，它的使用靈活、方便，與用膨脹水泥相比，成本大大下降。近年來(lái)美國(guó)為解決大體積混凝土冷縮裂縫問題，在普通水泥中摻入MgO，它產(chǎn)生的膨脹率能符合大體積混凝土補(bǔ)償冷縮的要求。歐洲、日本的一些專利還提出用鐵屑和催氧劑等摻入普通混凝土中，通過Fe₂O₃水化生成Fe(OH)₃，可使混凝土體積產(chǎn)生膨脹，這種膨脹只適于在澆注機(jī)械底座和地腳螺栓時(shí)應(yīng)用。前蘇聯(lián)的研究成果則是利用含鋁礦渣、含鋁酸鈣的工業(yè)廢渣、硫酸鹽熟料和煅燒明礬石等經(jīng)磨細(xì)混合成為明礬石系膨脹劑。

  近年來(lái)又開發(fā)了以低級(jí)乙醇的氧化物為主要成分的非離子型有機(jī)減縮劑。它將水泥凝膠毛細(xì)孔中間隙水的表面張力降低，由于毛細(xì)管張力，使凝膠的收縮減小。使用減縮劑后，混凝土的干縮可以減小40%。

  水下混凝土外加劑是一類近年發(fā)展較快的外加劑。由于在水下澆注混凝土，容易引起混凝土離析，特別是水泥的溢出并被水稀釋，使可靠性差并且會(huì)污染水質(zhì)。而水下不流散外加劑的發(fā)展即克服了這一問題。日本研制的以纖維素乙醚、丙烯酸等高分子材料為主要成分的水下混凝土施工外加劑，在進(jìn)行水中預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的施工和流動(dòng)性，強(qiáng)度不會(huì)降低，混凝土不離析，因而不污染水質(zhì)；沒有水泥浮漿，不會(huì)生成浮漿皮，施工縫易處理；混凝土流動(dòng)性很高，不震動(dòng)也可以施工。摻該外加劑后，混凝土可以方便地用于橋梁下部工程的施工和維護(hù)；海底儲(chǔ)油設(shè)施，海上平臺(tái)等各種海洋構(gòu)筑物的錨固工程；海岸的岸壁、棧橋、防波堤、造船平臺(tái)等的施工和維修；河湖的護(hù)岸、水道、水利工程、河上堰等的施工、維修，地下連續(xù)施工灌注樁等水中混凝土工程。另外這種混凝土因其水泥浮漿少及流動(dòng)性好，研究用于先拱后墻法施工及形狀復(fù)雜、搗固困難的混凝土構(gòu)件。

  隨著混凝土中特殊性能要求而發(fā)展起來(lái)的速凝劑、緩凝劑、引氣劑（發(fā)氣劑）、阻銹劑、防水劑、泵送劑、著色劑、脫模劑、養(yǎng)護(hù)劑、水化抑制劑等品種日益增加。目前國(guó)外總的外加劑品種在500種左右。正是由于外加劑的這種作用，引起了各國(guó)普遍的重視尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家和資源相對(duì)短缺的國(guó)家，更把外加劑作為一種必不可少的保證技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的手段。

  （二）國(guó)內(nèi)外加劑發(fā)展趨勢(shì)

  隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、隨著混凝土外加劑應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，混凝土需求量越來(lái)越大、質(zhì)量要求也越來(lái)越高、性能要求越來(lái)越綜合化、多樣化，因此對(duì)外加劑品種與性能要求也越來(lái)越高、對(duì)外加劑應(yīng)用技術(shù)水平要求也越來(lái)越高?；炷镣饧觿┌l(fā)展將有如下趨勢(shì)：

  1. 按使用要求設(shè)計(jì)外加劑

  不同條件下使用的混凝土對(duì)外加劑的要求也不同，有時(shí)甚至要求外加劑具有多種功能?？梢园鸦炷镣饧觿┒喙δ芑斫鉃榘葱阅茉O(shè)計(jì)外加劑。按性能設(shè)計(jì)外加劑可以減少混凝土材料成本、滿足高性能混凝土“按性能設(shè)計(jì)”的要求，使外加劑和混凝土性能最優(yōu)。對(duì)按性能設(shè)計(jì)混凝土外加劑及其機(jī)理進(jìn)行研究具有十分重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

  化學(xué)合成與物理復(fù)配是按使用要求設(shè)計(jì)混凝土外加劑的兩條技術(shù)途徑。只要滿足使用要求，無(wú)論采取何種途徑，都是可取的。

  特別值得一提的是根據(jù)使用的要求能夠改變聚羧酸系減水劑的分子結(jié)構(gòu)特征，從而有針對(duì)性地開發(fā)聚羧酸系減水劑，能夠滿足不同工程的實(shí)際需求。

  2. 積極倡導(dǎo)自主創(chuàng)新的技術(shù)研發(fā)、特別是綠色環(huán)保型外加劑新產(chǎn)品的研發(fā)

  外加劑行業(yè)中的企業(yè)要注重自主創(chuàng)新的技術(shù)研發(fā)、技術(shù)更新與技術(shù)升級(jí)換代，真正與競(jìng)爭(zhēng)者形成差異化，而且是難以模仿的差異化。還要加大力度研發(fā)從生產(chǎn)、施工至建筑使用全過程對(duì)人體健康無(wú)危害、對(duì)環(huán)境無(wú)污染的綠色環(huán)保型外加劑新產(chǎn)品。另外，開發(fā)無(wú)氯、低堿或無(wú)堿外加劑以及無(wú)害、利廢等產(chǎn)品。

  3. 對(duì)新一代聚羧酸系高性能減水劑及其應(yīng)用技術(shù)展開深入研究與工程實(shí)踐

  與萘系等第二代高效減水劑相比，國(guó)內(nèi)外最新一代聚羧酸系高性能減水劑，它的綜合技術(shù)性能優(yōu)勢(shì)和它自身的環(huán)保特點(diǎn)，越來(lái)越倍受業(yè)內(nèi)人士以及使用單位的高度關(guān)注。

  事實(shí)上，聚羧酸系高性能減水劑在我國(guó)的研制開發(fā)，與推廣應(yīng)用進(jìn)程比人們預(yù)期的要快得多，目前已成為外加劑的主流劑種。聚羧酸系高性能減水劑的推廣應(yīng)用，是提高我國(guó)現(xiàn)代混凝土技術(shù)總體水平、提高我國(guó)混凝土總體質(zhì)量的必然要求，對(duì)于提高我國(guó)混凝土耐久性、進(jìn)而提高我國(guó)建設(shè)工程的服務(wù)年限，對(duì)于建立節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地的節(jié)約性社會(huì)和環(huán)境保護(hù)等都具有重要意義。

  該外加劑的機(jī)理研究、分子結(jié)構(gòu)特征的真實(shí)表征、聚羧酸系減水劑的多功能化以及抗泥類聚羧酸系外加劑等已成為該外加劑研究熱點(diǎn)。

  4. 萘系高效減水劑接枝改性與非萘系高效減水劑研究

  萘系高效減水劑仍然是我國(guó)使用量最大的高效減水劑。但多數(shù)情況下，萘系減水劑有許多缺陷如坍落度損失大，易離析泌水、混凝土收縮大等。加之近幾年工業(yè)萘價(jià)格波動(dòng)大等因素，人們不得不考慮萘系減水劑的前途問題。

  從“以市場(chǎng)為導(dǎo)向”為立足點(diǎn)分析，萘系減水劑的發(fā)展前景有二 ：一是接枝改性；二是逐漸被其他產(chǎn)品取代。這也是混凝土外加劑的未來(lái)發(fā)展方向。

  5. 對(duì)以木質(zhì)素磺酸鹽系為代表的低中效普通減水劑展開深入研究并倡導(dǎo)使用

  木質(zhì)素磺酸鹽減水劑屬于資源化再利用的環(huán)保型外加劑產(chǎn)品，大都是從造紙工業(yè)廢棄液的副產(chǎn)品——紙漿廢液中提取，并經(jīng)過化學(xué)處理而成。由于它的環(huán)保特性，在國(guó)外被廣泛使用，韓國(guó)每年從中國(guó)進(jìn)口6萬(wàn)噸液體木質(zhì)素磺酸鹽，而美國(guó)、英國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家也都從中國(guó)大量進(jìn)口木質(zhì)素磺酸鹽。在我國(guó)長(zhǎng)期被用作普通減水劑或復(fù)合減水劑的原料使用，由于它自身存在一些缺陷如引氣量大、減水率不理想、緩凝作用等原因，使之在我國(guó)使用量并不多，使用面也不廣。今后應(yīng)正確評(píng)價(jià)其技術(shù)特性，提倡利用化學(xué)改性的方法，降低其引氣量，提高減水率，提高強(qiáng)度增長(zhǎng)率，使改性后的木質(zhì)素磺酸鹽滿足混凝土施工和混凝土質(zhì)量的更高要求。在實(shí)際工程中拓展木質(zhì)素磺酸鹽減水劑的工程應(yīng)用范圍。

  6. 優(yōu)質(zhì)高性能引氣劑的開發(fā)和應(yīng)用

  引氣劑的推廣過程中，除了要改變對(duì)引氣劑的舊觀念外，就是要開發(fā)出高質(zhì)量的引氣劑。一種優(yōu)良的引氣劑，首先本身必須具備良好的發(fā)泡能力和穩(wěn)定性能，同時(shí)具有良好的氣泡結(jié)構(gòu)和小的強(qiáng)度損失率；其次要具有強(qiáng)的適應(yīng)性能，如能適應(yīng)不同的水泥品種和攪拌施工方式、溫度環(huán)境等；第三，與其它外加劑具有強(qiáng)的復(fù)合性能；最后，要使用方便和安全，價(jià)格也合理。因此，新型、優(yōu)質(zhì)、高性能引氣劑的研制開發(fā)是擺在我們面前的重要課題。此外，隨著混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，集優(yōu)異的工作性、力學(xué)性能和耐久性能于一體的高性能混凝土已成為混凝土技術(shù)的主要方向，如何將引氣劑的應(yīng)用拓展到高性能混凝土領(lǐng)域，使其在改善混凝土耐久性和工作性的同時(shí)，不至于對(duì)其強(qiáng)度造成很大程度的負(fù)效應(yīng)，也是新型高性能引氣劑的研制開發(fā)所應(yīng)關(guān)注的主要問題。

  7. 新型優(yōu)質(zhì)高性能膨脹劑開發(fā)應(yīng)用

  混凝土膨脹劑是一種建筑結(jié)構(gòu)功能材料，其品質(zhì)直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的安全，目前世界上只有日本和中國(guó)能夠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)混凝土膨脹劑。隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，它的應(yīng)用數(shù)量巨大，目前我國(guó)已經(jīng)成為世界上混凝土膨脹劑產(chǎn)銷最大的國(guó)家。因此新型膨脹劑的開發(fā)與應(yīng)用是今后外加劑行業(yè)的重要研究?jī)?nèi)容之一。所謂新型膨脹劑，是指非鈣礬石類膨脹劑及以工業(yè)廢渣為主要原料生產(chǎn)的低堿鈣礬石類膨脹劑。站在可持續(xù)發(fā)展的高度看，今后應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)高性能優(yōu)質(zhì)膨脹劑，提高我國(guó)膨脹劑的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)性能。

  8. 適應(yīng)高性能混凝土防裂要求，發(fā)展內(nèi)養(yǎng)護(hù)類外加劑

  高性能混凝土（或低水膠比混凝土）在工程應(yīng)用中的最大障礙是早期開裂問題。由于水泥水化過程中產(chǎn)生化學(xué)收縮，在水泥漿體中形成空隙，導(dǎo)致內(nèi)部相對(duì)濕度降低和自收縮，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂。因此，對(duì)于高性能混凝土，在加強(qiáng)外部濕養(yǎng)護(hù)的同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行內(nèi)部養(yǎng)護(hù)，因此針對(duì)高性能混凝土防裂要求，研究開發(fā)內(nèi)養(yǎng)護(hù)類外加劑將是必要的技術(shù)途徑。

  9. 針對(duì)摻外加劑混凝土耐久性問題展開深入系列研究

  在現(xiàn)代混凝土工藝中, 為了使混凝土拌合物具有某些優(yōu)越性能, 廣泛采用了各種化學(xué)外加劑, 如減水劑、早強(qiáng)劑、防凍劑、引氣劑等。混凝土外加劑之所以能夠大量推廣應(yīng)用, 是由于它能提高和改善混凝土的性能, 能優(yōu)化混凝土的施工工藝, 具有降低工程造價(jià)、節(jié)約原料和能源等特點(diǎn)。但在看到其優(yōu)越性的同時(shí),還必須看到某些外加劑的某些成分會(huì)給混凝土的耐久性帶來(lái)不利的影響。因此有必要就目前常用的化學(xué)外加劑對(duì)混凝土耐久性影響的幾個(gè)主要方面, 包括抗凍融性能、抗碳化及抗鋼筋銹蝕性能、抗?jié)B透性能、抗堿集料反應(yīng)性能等做深入的研究, 以期了解和掌握外加劑對(duì)混凝土耐久性的正負(fù)作用后, 能夠?