聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术
—— 现状、发展趋势和我们的任务

     
1、概述
近几十年以来，我国混凝土工程技术取得了很大进步，混凝土拌合物性能从干硬性到塑性和大流动性、混凝土强度从中低强度到中高强度、混凝土的综合性能从普通性能开始向中高性能方向发展。混凝土减水剂技术的应用与发展对混凝土工程的这些巨大技术进步，起了决定性作用，没有混凝土减水剂技术的应用与发展，就不可能有现代混凝土技术的发展。例如，在混凝土原材料方面，和几十年前我国的干硬性混凝土技术阶段相比，目前的水泥、砂子、石子等质量基本上没有质的变化，如果说有变化，某些地区的砂石质量还有所下降，有些地区还可能下降幅度较大，水泥的质量由于换标也发生了较大的变化波动，但总体上说，我国的混凝土技术仍有很大提高，这主要是因为混凝土外加剂技术特别是混凝土减水剂技术在此期间得到了较广泛应用的缘故。
现代混凝土减水剂技术的发展，是现代混凝土技术发展的关键，并对于混凝土技术发展具有决定性的作用，所以混凝土减水剂技术的创新与发展一直是混凝土外加剂行业发展的重点与热点。
一般认为，减水剂的发展分为以下三个阶段：以木钙为代表的第一代普通减水剂阶段、以萘系为主要代表的第二代高效减水剂阶段和目前以聚羧酸盐为代表的第三代高性能减水剂阶段。当然减水剂的这三个发展阶段并不是截然分开的，而是相互交叉的发展过程。目前国内使用最广泛的高效减水剂是萘系高效减水剂，市场占有率达高达90%以上。
对总体综合性能而言，以木钙为代表的第一代普通减水剂和以萘系、蜜氨系为代表的第二代高效减水剂均难以满足实际混凝土工程特别是高性能混凝土对减水剂的性能要求。
与萘系等第二代高效减水剂相比，第三代聚羧酸系高性能减水剂的性能与质量有了质的提高，基本能够满足高性能混凝土对减水剂的性能要求，该类产品基本具备了取代萘系高效减水剂的技术性能优势与经济条件。所以我国目前正在向以聚羧酸系高性能减水剂为代表的第三代高性能减水剂方向发展。
自20世纪80年代后期，日本、美国、德国等国家开始对聚羧酸系高性能减水剂进行研究开发与工程应用技术研究，并且在20世纪90年代中期开始较大规模的推广应用。到目前为止，推广应用最成功的国家仍然主要是日本。据介绍，目前日本的年水泥消耗量为7000万吨左右，在商品混凝土中应用的减水剂主要是聚羧酸系高效减水剂和木钙等普通减水剂，萘系等第二代减水剂的用量已经很小。市场占有率大约在20%左右的欧美等国家，其聚羧酸系高性能减水剂的发展相对比日本晚，但目前也正在向聚羧酸系高性能减水剂方向发展。
由于中国建筑市场十分庞大，全世界水泥产量的一半消耗在中国，所以吸引了国外聚羧酸系减水剂的生产企业相继进入中国市场。目前，已进入国内市场的相关企业主要有：欧美的degussa公司、GRACE公司、意大利马贝公司、BASF公司、福斯乐公司、和日本的触媒公司、韩国LG公司等。目前这些公司主要采用的推广方式是销售他们在境外生产的产品，有的公司也已经开始或将要在国内建立生产线、设厂生产或复配。事实上，这些公司的进入，一方面有力地推动了聚羧酸系高性能减水剂行业在我国的发展与进步，缩短了我国在此方面与国外的差距，另一方面，对提高我国混凝土外加剂行业的整体水平有将深远的影响和促进作用。
自20世纪90年代中后期以来，我国的科研单位、高等院校、有实力的外加剂生产企业等许多单位通过大量研究，在聚羧酸系高性能减水剂的研发和工业化生产方面也取得了不少科研成果，以上海地区为代表的多家企业已完成了工业化生产，并且成功地用于我国混凝土建设工程中，但仍有许多单位的科研成果仅停留在试验室或中试阶段，离工业化生产还有相当距离。所以我国聚羧酸系高性能减水剂的研发和工业化生产以及工程应用在总体水平上仍然处于起始阶段，但最近二年以来，发展速度很快。
总结多年来我国在聚羧酸系高性能减水剂的研发、工业化生产和工程应用方面的发展历程，目前我国聚羧酸系高性能减水剂的研发、工业化生产和工程应用的现状如下：
（1）全世界大约有一半的水泥消耗在中国，无疑中国是全世界混凝土的生产应用中心。全世界几乎所有的混凝土聚羧酸系高性能减水剂生产制造企业云集中国，推广新产品、新技术。显然我国正在成为聚羧酸系高性能减水剂的推广应用中心，同时预示着，不久的将来也会成其为研法中心，这对在我国推广应用聚羧酸系高性能减水剂营造了有利的环境。
（2）目前，国内已完成了工业化生产的多家企业，甚至包括多家产品已进入中国市场的外资企业，其主体仍属于化工行业，他们对于该类产品的研究开发、合成生产等技术非常熟悉，但对于有关混凝土方面的施工应用技术则稍显不足，这对于该类产品在我国的扩大推广应用是不利的。因此，应加强该类产品的应用技术研究和混凝土工程应用知识的普及，加强化学合成工程师与混凝土材料工程师之间的技术合作。
（3）总体上说，目前我国在此方面正处于产品研发与工程应用研究及其推广交叉进行、但仍以产品研发和工业化生产为主的阶段，许多单位的工作重点仍处于产品研发过程，对掺该系列减水剂混凝土的综合性能特点的研究工作还不够深入、细致，并且除上海建筑科学研究院等极少数单位工业化生产多年以外，大多数已实现工业化生产厂家的生产及工程应用历史只有1~2年的时间，经验积累相对很少，这在一定程度上影响了该类产品的推广应用。
（4）目前该类产品主要以高强混凝土、自密实混凝土等特种混凝土为应用对象，这在一定程度上也影响了该类产品在混凝土工程上更大范围内的推广应用。
（5）目前，除已进入国内市场的外资企业以外，国内该类产品的生产厂家大部分集中在上海及其周边地区以及江苏、四川、江西等地，发展较不平衡，这也影响了该类产品的推广应用。