第一篇：水泥与外加剂相容性
改善水泥与混凝土外加剂相容性的技术措施
随着预拌混凝土的飞速发展，混凝土设计除了虑混凝土强度、耐久性之外，还要注意其施工性;改善施工性能的主要措施是掺加外加剂，同时还在水泥与外加剂是否相适应的问题。水泥与外加不相适应主要表现在：混凝土坍落度经时损失大，凝土凝结过快，甚至造成混凝土结构出现裂缝等况，影响混凝土工作性能。外加剂作为混凝土的组部分，所占的比例虽然很小，但是对混凝土的性能影响很大，它能够明显提高混凝土的坍落度，调节结时间，从而很好改善混凝土施工性能，节约生产本、提高经济效益。水泥与混凝土外加剂相容性不，可能是外加剂本身质量问题，也可能是水泥品质原因及施工时使用方法不当造成的。采取相应的术措施，改善水泥与混凝土外加剂相容性，也是水企业所要面对的问题，因为它关系到企业市场占率和企业经济效益。
1.存在的问题
2007年10月16日山东临沂市某搅拌站使用我司生产PO42.5级水泥预拌混凝土，用户反应使用批次水泥配制混凝土经时流动度损失大，不利于凝土的运输和工地施工。虽然搅拌站采取相应技措施，如增加外加剂掺量，适当提高水灰比等措，但效果不理想，特别是10月18日预拌混凝土到达施工现场施工时发生急凝现象，导致工程被迫中断施工，不得不拆除已施工的路面重新施工，造成相当大的经济损失，同时也影响公司和搅拌站的声誉。好在发现问题及时，该搅拌站共进该批次水泥3000t，只用去500t左右，损失相对较小。双方共同取样进行全套水泥物理检验，但检测结果各项指标均符合GB175-1999标准，即水泥质量没有问题。经进一步了解发现，搅拌站为降低生产成本，刚刚更换了外加剂生产厂家，很有可能是水泥与混凝土外加剂不相适应造成的。为验证这一判断，我们和搅拌站一起使用原来和现在的使用外加剂做水泥净浆流动度对比试验，两种外加剂掺量均按水泥质量的1.5%，原来使用的外加剂水泥净浆初始流动度为2110mm，600min后水泥净浆流动度为1740mm，经时流动度损失为370mm;而现在正使用的外加剂水泥净浆初始流动度为2130 mm，600min后水泥净浆流动度为1490mm，经时流动度损失为640mm，试验结果发现 正在使用的外加剂经时流动度损失大，表明水泥与混凝土外加剂相容性差。
2原因分析及采取技术措施
众所周知，水泥水化反应需要小于水泥质量25%的水量，但水泥遇到水会形成絮状结构将水包裹在里面，因此为了使水泥水化更完全和提高混凝土施工性能，需要加入更多的水。外加剂的加入能够在水泥颗粒表面定向性吸附，使水泥颗粒带相同电荷相互排斥而分离开来，从而释放出水泥絮状结构包裹的水分，使更多的水参与水化反应，提高其施工性能。水泥颗粒对外加剂吸附性的大小及外加剂耗量的大小，均能反应出水泥与外加剂适容性的好坏。外加剂与水泥不相适应的问题主要表现在外加剂对水泥工作性能改善不明显。这既有外加剂本身质量问题，也与水泥矿物组成、煅烧状况、石膏掺量、水泥细度和混合材种类、石膏品种和掺量、水泥粉磨温度、水泥新鲜度有关。虽然水泥物性检验均合格，但发生此次凝结时间异常也有水泥因素在里面。因查对原始生产控制记录和化验台帐发现，这批水泥的出磨水泥温度过高，连续18 h出磨水泥温度超过130℃，因此导致二水石膏绝大部分转化为无水石膏，无水石膏的溶解速度最慢，尽管水泥中有石膏提供足够的SO3含量，但仍不足以抑制C3A的早期水化发生急凝现象，导致水泥浆的流动性能变差。
2.1调整熟料矿物组成
水泥熟料四种主要矿物C3S，C2S，C3A，C4AF，它们对外加剂的吸附能力是不一样的，其吸附顺序为：C3A>C4AF>C3S>C2S。其原因是：铝酸盐矿物在水化初期其电动势是正值，能吸附较多的阴离子型的外加剂;而硅酸盐矿物(C3S和C2S)在水泥水化初期其电动势为负值，吸附阴离子型的外加剂的能力较弱。为提高水泥与外加剂的相容性，应适当提高熟料矿物中硅酸盐矿物(C3S+C2S)的含量，降低铝酸盐矿物的含量，特别是C3A的含量。我公司为提高熟料早期强度，曾经提高过C3A含量[即w(C3A)由8.1%提高到9.9%]。为此对熟料矿物进行重新调整，熟料三率值由KH=0.89±0.02，SM=2.65±0.1，IM=1.60±0.1调整
为：KH=0.91±0.02，SM=2.70±0.1，IM=1.50±0.1，且控制熟料中w(Al2O3)=4.8%~5.0%，w(Fe2O3)=3.2%~3.4%，使熟料中w(C3A)值控制在8%以下。
2.2石膏的品种和掺量
石膏作为水泥的缓凝剂，遇水后溶解为Ca2+、SO42-，如果在水泥水化初期能抑制C3A水化速率，水泥和混凝土就能得到所需要的工作性能，因此水泥中硫酸盐的数量和溶解度至关重要。但不同品质，不同形态的石膏溶解度和溶解速度差异很大，它们对水泥的缓凝作用不同。二水石膏应用的最多，但它的溶解度和溶解速度不是最大的，因此在生产中要控制好出磨水泥温度。水泥磨内温度偏低时产生半水石膏少，不能抑制C3A的早期水化，导致急凝，与外加剂相容性变差;水泥磨内温度偏高时几乎全部二水石膏都转化为硬石膏，易导致水泥假凝;水泥磨内温度适当高，使部分二水石膏转化为溶解速度大的半水石膏，能很好地抑制C3A的早期水化，与外加剂适应性好。同时水泥中石膏的掺量对外加剂也有影响，在水泥凝结时间控制范围内，适当提高水泥中SO3的含量，有利于改善水泥与外加剂的相容性，但适宜的SO3含量应根据水泥中C3A的含量、碱含量、水泥比表面积及生产水泥的品种来确定。通过以上分析可知，由于熟料中C3A量上升，而生产中水泥SO3控制指标并没有及时做出相应提高，导致水泥凝结时间缩短;再加上粉磨温度过高，二水石膏转化为溶解速度小的无水石膏，导致水泥凝结时间不正常。为此在调整熟料三率值的基础上，通过实验确定w(SO3)控制指标由2.2%±0.2%调整为2.5%±0.2%，同时对磨机筒体采用淋水的方法，使出磨水泥温度控制在120~130℃。
2.3水泥细度及颗粒级配
在外加剂掺量相同的条件下水泥颗粒越细，其比表面积越大，外加剂对其的塑化效果要差些。因为比表面积越大时，水泥与水接触的面积越大，水泥颗粒表面形成水膜所需水量就大，在相同水灰比的情况下，水泥颗粒之间的自由水就相应减少，水泥浆体流动性变差;同时水泥比表面积越大，水泥早期水化速度越快，絮状水化产物形成越快，水泥浆体流动性变差，同样导致水泥与外加剂相容性变差。水泥颗粒级配也对外加剂有影响，水泥颗粒平均粒径过小时，水泥中的细粉较多，比表面积大，与外加剂相容性差;而水泥颗粒平均粒径过大时，水泥净浆泌水性增大，同样与外加剂相容性变差。公司为提高水泥早期强度，采取提高水泥比表面积的技术措施，这样不但因水泥比表面积过大，产生水泥与外加剂不相适应的问题;而且在研磨比表面积过大的水泥时，研磨温度会上升，导致更多的二水石膏转解成无水石膏，进一步导致水泥与外加剂相容性变差。为此调整出磨水泥比表面积控制指标由(370±10)m2/kg降为(350±10)m2/kg。
2.4延长水泥出库时间
刚磨制的水泥比较干燥，温度高，正电性较强，与水化合快，对外加剂吸附大，降低了外加剂对其的塑化效果，与外加剂相容性差。10月份是水泥销售黄金季节，水泥供不应求，库存量少。为此在保证发货量的基础上，增加水泥库存量，搞好均化搭配，相应延长水泥出库时间，降低水泥温度，当水泥库存小于10m时，禁止水泥出库。
2.5调整混合材品种
水泥中混合材的品种、颗粒形貌及掺量对外加剂均有影响。根据试验和实践表明，水泥中混合材对外加剂相容性由差到好的顺序为：煤矸石<粉煤灰<矿渣。这是因为火山灰质混合材具有较大的内表面积，对外加剂有吸附性;另外就是不同品质的粉煤灰对外加剂的相容性相差也较大，优质粉煤灰、超细粉煤灰相容性好，粗粉煤灰和含碳量大的粉煤灰对外加剂相容性差。粒化高炉矿渣本身具有胶凝性和火山灰性，磨细的矿渣粉，还具有填充效果，有利于提高混凝土的流动性，与外加剂相容性好;但如果矿渣粉较粗，水泥易泌水，与外加剂相容性差。为此在确保水泥质量不变的情况下，对水泥配比进行了调整。水泥原质量配比为：熟料∶石膏∶矿渣∶炉渣∶粉煤灰∶石灰石=76∶4∶6∶8∶3∶3，调整后为熟料∶石膏∶矿渣∶炉渣∶粉煤灰∶石灰石=76∶4∶9∶4∶3∶4。经检验水泥各项技术指标均符合控制要求。
3结语
(1)生产实践表明，水泥与外加剂相容性的影响因素众多，很多因素之间既相互作用又相互依赖，几乎所有影响水泥与外加剂相容性的因素都与水泥的其他性能有关。
(2)采取以上技术措施后，公司所生产PO42.5级水泥与外加剂相容性进一步加强，得到了混凝土搅拌站的认可，不但使产品牢牢地占稳市场，增强了市场竞争力，而且提高企业的经济效益。
第二篇：外加剂相容性及其对混凝土性能的影响_图文(精)
第25卷第4期
硅 酸 盐 通 报
Vol . 25 No . 4 2006年8月
BULLETI N OF T HE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY
August, 2006
外加剂相容性及其对混凝土性能的影响 张德成 1, 2 , 张 鸣2, 肖传明2, 张云飞2, 刘福田 2 (1. 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070; 2. 济南大学材料科学与工程学院, 济南 250022 摘要:分析了水泥化学和物理特性、外加剂本身、掺合料的种类和掺量及集料对相容性的影响; 并从外加剂的作用
机理出发总结了外加剂对浆体流变性(流动性与稳定性 的影响; 同时分析了相容性与混凝土耐久性之间的关系; 提出良好的相容性是制备高性能混凝土的基础, 对建立相容性定量评价方法做了初步探讨。关键词:外加剂; 相容性; 浆体流变性; 混凝土耐久性
Co m pa ti b ility of Superpl a sti c i zer and ZHAN G D e 2cheng 1, 2 , ZHAN G M ing 2, X 2m 2, Yun 2fei 2, L I U Fu 2tian 2 (1. School of of Technol ogy,W uhan 430072;
2. of J inan University, Jinan 250022 Abstract:physical and che m ical s peciality, super p lasticizer characteristic, s pecies and dosage of ad ixture, car polite and sand on compatibility were studied . A ls o, the effect of super p lasticizer on paste rheol ogy (fluidity and stability fr om mechanis m , and the relati on bet w een compatibility and concrete durability were analyzed . It indicated that excellent compatibility was the base of making high perf or mance concrete, and discussed how t o build quantitative evaluatati on way of compatiblity initially . Key words:super p lasticizer; compatibility; paste rheol ogy; durability of concrete 作者简介:张德成(19622 , 男, 博士, 副教授. 主要从事水泥、混凝土及外加剂的研究.
外加剂的使用降低混凝土的水胶比, 改善新拌混凝土的工作性和控制混凝土的坍落度损失, 并赋予混凝
土优良的施工性能及高密实性[1] 。外加剂己成为混凝土的第5组分, 其品种日益增多, 性能不断提高。新品种外加剂的研究开发, 外加剂应用技术的不断完善与提高, 是21世纪混凝土新技术向前发展的关键。尽管混凝土外加剂的研究不断深入、外加剂的品种也在不断增加, 在提高新拌和硬化混凝土的性能中起着越
来越重要的作用, 但外加剂与水泥的相容性问题一直是一个难以解决的问题, 制约了混凝土高性能化的发展[2] 。
因此, 充分认识外加剂的相容性问题, 对更好的使用外加剂, 充分发挥混凝土的性能是十分重要的。外加剂的相容性问题涉及到水泥化学、高分子材料学、表面物理化学和电化学等多方面的知识, 是一个极其复杂的问题, 有待于进一步研究。
1 相容性的影响因素
1. 1 水泥的化学及物理特性的影响
通过对水泥熟料4大矿物成分C 2S 、C 3S 、C 3A 和C 4AF 对减水剂分子等温吸附的研究证明, 其吸附程度的大小顺序为:C 3A >C 4AF >C 3S >C 2S, 可见铝酸盐相对减水剂分子的吸附程度大于硅酸盐相。其原因是C 3A 和C 4AF 在水化初期其动电电位呈正值, 因而较强的吸附减水剂(大多数减水剂为阴离子表面活性剂 , 且C 3A 含量对相容性的影响要远远大于C 4AF, 这是由于C 3A 水化速度比C 4AF 快, 减水剂优先吸附于C 3A 。
第4期张德成等:外加剂相容性及其对混凝土性能的影响163 C 3S 和C 2S 在水化初期动电电位呈负值, 因而吸附减水剂的能力较弱。因此水泥中的C 3A 和C 4AF 的比例
越大, 减水剂与水泥的相容性越差。所以当商品混凝土中使用铝酸盐含量较高的水泥时, 容易造成需水量增加, 混凝土坍落度损失加快。
在水泥浆体中, 硫酸根离子是控制浆体流变行为的一个重要因素, 当硫酸根离子浓度与C 3A 量相对应时, 浆体成分的相容性较好。当水泥中硫酸盐溶解慢, 即浆体中硫酸根离子浓度较少, 需要影响C 3A 的量却相对较多时, 由于缺少足够多的S O 22 4, 较多的C 3A 快速水化, 高效减水剂就会吸附于C 3A 及其初期水化产物, 降低了液相中有效减水剂的浓度, 分散作用减小, 坍落度损失加剧。含半水石膏、二水石膏的水泥与高效减水剂的相容
性比含硬石膏的要好, 原因是前二者释放S O 224的速度比后者快, 故石膏的掺量及其溶解速率有重要影响[3] 。
碱含量对水泥与外加剂的相容性也有着重要影响, 水泥的碱含量主要是指Na 2O 和K 2O 的含量, 通常以Na 2O 的等当量质量分数来表示。水泥中碱的存在有助于铝酸盐相的溶出, 导致水泥粒子对外加剂的吸附量增加, 所以随着水泥碱含量的增加, 外加剂的塑化效果变差, 而且碱含量的提高还会导致混凝土凝结时间的缩短和坍落度损失的加剧。参数。对于每一种水泥和多磺酸盐高效减水剂的复合系统, . 4%～0. 6%。可溶性碱含量较低的水泥对高效减水剂产生强烈吸附, , 剂有75%以上被消耗掉, 。使用, 50%以上的高, 吸附于水泥颗粒上高, 在掺加外加剂的水泥浆体中, 水泥颗粒越细, 对外加剂分子的吸附量越大。而且, 水泥颗粒本身具有絮凝的作用, 水泥颗粒越细, 这种絮凝作用越明显, 破坏这种絮凝所用的外加剂就越多。所以外加剂在相同掺量的情况下, 水泥越细, 其塑化效果就越差。如图
1、图
2、图
3、图4所示, 聚羧酸系(SR3, 浓度28% 和氨基磺酸盐系(AS, 浓度38% 减水剂对两种组成相同, 细度不同的A
1、
A2水泥(A1比表面积为550m 2/kg, A2为446m 2 /kg, 矿物组成见表1 作用效果差异很大, 两种外加剂对A1水泥饱和掺量高, 60m in 流动度经时损失大, 而对于A2水泥饱和掺量较小, 60m in 流动度几乎无损失
。
图1 不同掺量S R3时A1水泥净浆流动度
Fig . 1 Fluidity of A1paste with different dosage of S R3 图2 不同掺量AS 时A1水泥净浆流动度 Fig . 2 Fluidity of A1paste with different dosage of AS
图3 不同掺量S R3时A2水泥净浆流动度
Fig . 3 Fluidity of A2paste with different dosage of S R3 图4 不同掺量AS 时A2水泥净浆流动度
Fig . 4 Fluidity of A2paste with different dosage of AS 164 研究快报硅酸盐通报
第25卷
在水泥细度相近时, 水泥颗粒级配对外加剂相容性的影响主要表现在水泥颗粒中微细颗粒含量的差异, 特别是小于3 μm 颗粒的含量, 这部分微细颗粒对外加剂的作用影响很大。且水泥中小于3μm 颗粒的含量因各水泥生产厂家粉磨工艺的不同而相差较大, 特别是水泥比表面积提高后, 过粉碎现象严重时, 微细颗粒
含量会更大。因而会对外加剂与水泥的相容性产生很大的影响[4] 。
表1 水泥A
1、A2的化学成分及矿物组成
Tab . 1 Che m i ca l co m ponen t and m i n era l con stitute of ce m en t A1, A2 % Si O 2A l 2O 3Fe 2O 3CaO Mg O Ca O C 3S C 2S C 3A C 4AF 21. 54 4. 81 3. 20 64. 71
2. 81 0. 86 62. 70 14. 80 7. 30 9. 70 1. 2 外加剂的影响
外加剂的作用与其内在本质有密切关系, 包括磺化度、平均分子量、分子量分布以及聚合性质(直链、支
链与环链 。比如, 氨基磺酸盐系减水剂合成条件不同, 分散效果也不同。聚羧酸系减水剂分子结构呈梳型, 主链上带多个活性基团, 并且极性很强, , 、段通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用, , 吸附力增强。因此不易随水化的进行而脱离颗粒表面, , 从而有利于水泥。外加剂平; , 但分子量存10左右时的塑化效果最理想。
另外, 。掺加粉状的外加剂分散效果比掺加液态外加剂时约低5%, 其原因是粉状外加剂的分子呈缠绕状结构, 而外加剂溶解在水中1d 以上时则其分子呈直链形结构, 因此吸附在水泥颗粒上所起的分散效果就大些。而且, 不同的外加剂对于同种水泥, 同种外加剂对于不同的水泥的分散效果差别也很大。1. 3 掺合料的影响
水泥浆体中的水一部分用来填充水泥颗粒之间的空隙, 这部分水为填充水; 一部分润湿水泥颗粒表面, 在其表面形成一层水膜, 这部分水为表面层水; 其余的水起到使浆体流动的作用。矿物掺合料活性很低, 在新拌水泥浆体中吸水较少, 并且它的加入能改善整个粉体颗粒的级配, 水泥间的空隙减小, 部分填充水游离出来成为自由水增加浆体流动性。而且, 矿物掺合料的细度越大, 这种作用越明显; 掺合料的表面
物理特性对相容性也有重要影响, 掺合料颗粒越接近于球形时越容易发生转动和滚动, 同时, 颗粒在有水存在条件下发生转动或滚动所需水的量也越小, 因而对水泥浆体流动性的提高越有利。
水泥中掺合料的种类很多, 主要有:粉煤灰、矿渣、磷渣、沸石、火山灰、硅灰等, 目前在水泥中使用最为广泛、效果也较好的掺合料是粉煤灰和矿渣。图5 粉煤灰SE M 照片
Fig . 5 SE M phot ograph of fly ash 粉煤灰颗粒多为球形, 如图5所示, 且其表层经过高温熔融, 是一种外面包裹着一层致密玻璃体, 而内部多孔的球状材料。玻璃微珠效应使它可明显增大水泥浆体的流动度, 有利于减少混凝土的单方用水量并改善混凝土组分的相容性, 提高混凝土的密实性、强度和耐久性。但其外层玻璃体受到破坏后易吸水, 从而影响了水泥浆体的流动度及坍落度损失。所以原始颗粒形状的粉煤灰要比磨细的粉煤灰更有利于增加水泥浆体的流动性。
矿渣具有组成优势和结构优势, 如图6所示, 其颗粒为多棱角、无规则外形颗粒。在其磨到一定细度后这种多棱角、无规则外形得到很大程度的改善, 如图7所示。这是矿渣磨细后使水泥流动度增大的
第4期张德成等:外加剂相容性及其对混凝土性能的影响165 一个原因。矿渣自分散性能好, 在混凝土中有物理减水作用, 在较大的掺量范围内都有较稳定的性能
。
图6 原始矿渣SE M 照片
Fig . 6SE M phot ograph of original slag 图7 磨细矿渣SE M 照片
Fig . 7 SE M phot ograph of m illed slag 1. 4 集料对相容性的影响
新拌混凝土可以看作是由水泥、砂、石、水、。粗集料形成骨架结构, 由细集料填充粗集料的空隙,
, 图8 集料级配不良的混凝土
Fig . 8 Picture of concrete made in bad grading of coarse aggregates
剩余浆体起到使混凝土流动的作用。如果集料的级配良好, 集料间的空隙较小, , 好的混凝土213级配逐渐改善大。, 如图8所示, 粒径较大的集料露在浆体上面, 混凝土流动性很差, 甚至泵送过程中造成堵泵事故。这时即使增加外加剂掺量也无法解决。只能调整集料级配, 或适当提高砂率以来获得更多的浆体包裹粗集料和填充集料间空隙; 有时集料中大颗粒石子较
多, 如表2中4号配比, 集料比表面积的减小造成浆体过度富余, 易造成离析、泌水。而且混凝土不能达到密实状态, 后期强度不高。除了集料级配, 针片状集料的含量也是影响相容性的重要因素, 对于相同质量的集料, 针片状集料的含量越高, 集料滑动时所受的摩擦力越大; 同时集料总比表面积也越大, 就需要更多的浆体包裹
其表面, 导致混凝土的流动状态变差。 表2 不同集料级配时的混凝土性能
Tab . 2 Properti es of concrete made i n d i fferen t grad i n g of coarse aggrega tes 序列水泥/kg水/kg 砂/kg石子/kg 10～31. 5mm 10～20 mm 5～10mm 粉煤灰/kg外加剂/%坍落度/mm扩展度/mm 抗压强度/MPa 3d 7d 28d 1 543. 0434. 4108. 6160. 0-20. 723. 732. 22320. 0172. 0754. 0434. 4543. 0108. 660. 03
180. 0380. 022. 626. 136. 03325. 8651. 6108. 6175. 0400. 022. 530. 038. 52 外加剂对浆体流变性的影响
具有良好施工性能的混凝土要有良好的浆体流变性, 这不仅包括浆体流动性, 还包括浆体稳定性(主要技术指标包括粘度、凝聚力(屈服点 、析水率、密度和凝结时间 。流动性表征新拌混凝土流动难易程度; 稳定性表征新拌混凝土在运输、浇注、振实过程中抵抗各组分分离的能力(表现为泌水和离析分层的程度 。
166 研究快报硅酸盐通报
第25卷
混凝土流动性的增加往往造成稳定性的下降, 同样为增加混凝土的稳定性, 减少离析、泌水程度, 必须以降低流动性来实现。只有解决好这一矛盾的两个方面, 才能生产出性能优越的混凝土。2. 1 外加剂的吸附特性与对浆体流动性
水泥浆体的流动性是指在外力作用下克服水泥浆内部粒子间相互作用而产生变形的性能。粒子间相互作用力愈小, 则流动性愈好。从流变学观点看, 极限剪切应力愈小, 流动性愈大。
水泥在加水搅拌和凝结硬化过程中, 会产生一些絮凝状结构, 产生絮凝状结构的原因是多方面的, 主要是由于水泥矿物(C 3A 、C 4AF 、C 3S 、C 2S 所带电荷不同, 异性电荷相互吸引而引起絮凝; 另外, 由于水泥颗粒在溶液中的热运动, 使颗粒棱角相互碰撞, 增大了这些部位的表面能而相互吸引; 还有诸如粒子间的范德华力作用等也会引起絮凝。这些絮凝状结构中包裹了很多拌合水, 因而降低的新拌混凝土的相容性。加入外加剂后, 在水泥与水混合的开始10m in 内, 外加剂的憎水基团定向吸附于水泥质点表面, 亲水基团指向水溶液, 形成分子膜, 这种吸附使水泥粒子表面带相同符号的电荷, 电性斥力作用下, 水泥粒子分散, 絮凝状凝聚体内的游离水释放出来, 从而达到减水目的并使水泥浆体的流动性增加。, 水泥颗粒表面的吸附量决定了浆体的流动性, , 。
在水泥与水接触15m in 左右, , , 生较强的吸附, 另外, 2, , 3部分:(1 包裹在水泥水化(; (3 原来吸附于水泥颗粒未水化表面的部分。这以后, , 因为只有吸附于水泥颗
粒表面或水泥颗粒水化产物表面的外加剂才能对水泥颗粒起分散作用, 此时溶液中的外加剂的残余浓度来决定水泥浆体的流动性, 残余浓度越大, 则相应水泥浆体流动性保持的效果也会越好。
要使浆体保持良好的流动性, 并且经时损失足够小, 就必须使外加剂初始浓度以及一段时间后浆体中的残余浓度足够高, 解决办法包括物理和化学2种途径。物理途径包括外加剂的后掺法、多次添加法、矿物载体缓慢释放方法等, 使浆体中的外加剂含量不断得到补充, 避免新生的水化产物大部分或全部未被外加剂吸附, 导致水化产物将相互搭接而产生凝结, 水泥浆体失去流动性。但这些方法在工程应用过程中不太方便; 化学途径较多, 比如复合缓凝剂在一定程度上可以减缓混凝土流动性损失, 防止混凝土凝结过快, 但要防止
造成混凝土过度缓凝, 影响水泥水化等问题[5] 。2. 2 外加剂相容性与浆体的稳定性
水泥浆体的稳定性是指浆体在塑性变形后, 保持固液相体系稳定性的能力。从流变学的观点看, 就是要求浆液在一定的剪切应力作用下, 既具有较大的应变值, 而水泥浆液系又保持连续稳定。
现代混凝土大量使用高效外加剂, 新拌混凝土的工作性大大提高, 甚至在W /C在0. 2～0. 3范围内, 掺合料中掺入足够的外加剂可以使混凝土有良好的流动性。目前泵送混凝土常使坍落度达到20c m , 扩展度达50c m 以上。但是混凝土中各组分密度不同, 尤其是外加剂相容性较差时, 易造成混凝土的均质性变差, 甚至离析、泌水和板结等现象发生, 为了提高它的稳定性, 浆体必须处于均衡的悬浮状态, 一种方法是提高粉体的含量, 除了水泥, 还要大量使用超细粉如粉煤灰, 矿渣或石灰石粉。主要是提高骨料颗粒分散和混凝土密实性, 这样可以得到较大的粘着力。另一种改善稳定性措施是外加剂中增加增粘组分(增粘组分是一些水溶性的有机物, 可以束缚一些体系中的自由水 , 也就是开发即要有高减水率, 又具有足够粘度的复合外加剂。
3 相容性与混凝土的耐久性
混凝土是一种复合体系, 研究外加剂相容性问题不仅包括外加剂与其中某些组分的相容, 还要考虑整个体系的相容问题, 外加剂与其中各组分有良好的相容性, 并不能代表相应的混凝土具有良好的相容性。即研究外加剂的相容性最终应是对混凝土体系的相容性研究, 这不仅包括新拌混凝土的浆体流动与稳定性, 还应
4期 第 张德成等 : 外加剂相容性及其对混凝土性能的影响
167 包括长期的耐久性 (混凝土硬化后的一切 ,包括孔结构 、 胶孔比 、 裂缝出现和它的发展 、 结构的形成和发展都 决定于新拌混凝土性能的好坏 。 在研究混凝土的各种性能时 ,必须从混凝土的内部结构来认识混凝土内在的影响因素和变化规律 。制 备性能优异混凝土的关键 ,除了材料本身的性能 ,还要保证其流变性能良好 ,即要求新拌混凝土有良好的相 容性 。混凝土复合体系的相容性与其内部结构有着密切的依存关系 。当体系的相容性不良时 ,产生的直接 结果是 : ( 1 初始流动性差 、 流动度经时损失快以及浆体稳定性差 ,施工时不易振实 ,容易造成蜂窝等人为缺 陷 ,影响混凝土的密实度 ; ( 2 混凝土均质性差 ,在初凝前易造成粗骨料下降 ,浆体上浮的分层现象 ; 导致混 凝土后期强度下降 ,并且在受外界环境影响和自身浆体水化影响时不同部分体积变化不同 ,加剧了混凝土结 构的开裂现象 ; ( 3 保水性差 ,造成离析 、 泌水 。外部的离析 、 泌水造成浆体中的水一部分渗出来 , 使体系中 水泥水化所需的水减少而影响水化 。内部的离析 、 泌水使浆体内部游离水增加 ,这些游离水在混凝土中的分 布是很不均匀的 。水泥净浆中固然也含有游离水分 ,使水泥石本身变得疏松多孔 ,但是更为严重的是 ,游离 水分大部分是集中在粗集料或钢筋与水泥浆体的界面区内 ,游离水中溶解的水泥早期水化生成的 Ca ( OH 2 在界面区内富集和定向排列 ,使那里成为混凝土最疏松最薄弱的部位 。降低了混凝土的强度 ,界面缺陷的影 [7] 响了混凝土的强度和抗渗性 。 混凝土的早期性能决定着其长期的耐久性 。良好的相容性是制备高性混凝土的基础 ,在选择工程用水 泥、 掺合料与高效外加剂时 ,要从流变性能的角度进行优化 ,保证混凝土具有良好的相容性 。即使是制备强 度很高的 HPC,选择水泥也不应再象制备普通混凝土那样 ,以标号为第一指标 ,换句话说 :“ 只有高标号水泥 才能配制高强混凝土 ” 的观念已经有些过时 ,而标号虽然不
很高 ,但水泥 2 效减水剂相容性好 ,配制出的混 高 凝土不仅工作度好 、 强度高 ,而且耐久性更优异 。 4
小 结 对于外加剂的相容性问题 ,前人已经做了大量工作 ,尤其是在对外加剂相容性影响因素方面研究已经取 得了很大进步 ,实验表明 ,在水泥净浆中相容性良好的外加剂不一定能在砂浆中取得相应的效果 ,当然也不 代表在混凝土中能有良好的相容性 。外加剂最终多用在制备混凝土中 ,所以对于外加剂相容性问题的研究 最终是对混凝土复合体系的相容性研究 。 对于外加剂相容性的评价 ,目前还只是定性的评价 ,简单的用相容与不相容来评价外加剂的相容性是不 够的 。从浆体流变与浆体稳定角度出发 ,结合传统的检测方法 ,建立一套能全面反映相容情况并且能在实际 工程中方便应用的定量评价方法 ,有利于外加剂与混凝土技术的健康发展 。 参 考 文 献 [1]
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第三篇：混凝土外加剂的作用机理与水泥适应性及其影响因素和改善措施
宁靖
(深圳市福盈混凝土实业有限公司，广东 深圳20151026)
摘要：简要论述了混凝土外加剂与水泥的适应性及其影响因素和改善措施，可供混凝土试验员、混凝土生产与施工人员，以及工程管理、监理人员阅读参考。
关键词：外加剂;作用机理;水泥;适应性;分析;改善措施
一、外加剂的作用机理
各种外加剂尽管成分不同，但均为表面活性剂，所以其减水作用机理相似。表面活性剂是具有显著改变(通常为降低)液体表面张力或二相间界面张力的物质，其分子由亲水基团和憎水基团二个部分组成。表面活性剂加入水溶液中后，其分子中的亲水基团指向溶液，憎水基团指向空气、固体或非极性液体并作定向排列，形成定向吸附膜而降低水的表面张力和二相间的界面张力，在液体中显示出表面活性作用。当水泥浆体中加入减水剂后，减水剂分子中的憎水基团定向吸附于水泥质点表面，亲水基团指向水溶液，在水泥颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜，在电斥力作用下，使原来水泥加水后由于水泥颗粒间分子凝聚力等多种因素而形成的絮凝结构(图4—28)打开，把被束缚在絮凝结构中的游离水释放出来，这就是由减水剂分子吸附产生的分散作用。水泥加水后，水泥颗粒被水湿润，湿润愈好，在具有同样工作性能的情况下所需的拌和水量也就愈少，且水泥水化速度亦加快。当有表面活性剂存在时，降低了水的表面张力和水与水泥颗粒间的界面张力，这就使水泥颗粒易于湿润、利于水化。
同时，减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面的溶剂化层增厚，增加了水泥颗粒间的滑动能力，又起了润滑作用[图4—29(a)、(b)]。若是引气型减水剂，则润滑作用更为明显。
二、外加剂的品种及作用
(1) 减水剂：又称塑化剂或分散剂。拌和混凝土时加入适量的减水剂可使水泥颗粒分散均匀，同时将水泥颗粒包裹的水分释放出来，从而能明显减少混凝土用水量。减水剂的作用是在保持混凝土配合比不变的情况下，改善其工作性，或在保持工作性不变的情况下减少用水量，提高混凝土强度或在保持强度不变时减少水泥用量，节约水泥，降低成本。同时，加入减水剂后混凝土更为均匀密实，改善一系列物理化学性能，如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等，提高了混凝土的耐久性。 普通减水剂 water-reducing admixture ，在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。
高效减水剂 superplasticizer ，在混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度减少拌合用水量的外加剂。
高性能减水剂high performance water reducer，比高效减水剂具有更高减水率、更好坍落度保持性能、较小干燥收缩，且具有一定引气性能的减水剂。
(2)缓凝剂：能延缓混凝土凝结硬化时间，便于施工，能使混凝土浆体水化速度减慢，延长水化放热过程，有利于大体积混凝土温度控制。缓凝剂会对混凝土l～3d早期强度有所降低，但对后期强度的正常发展并无影响。一般缓凝剂可使混凝土的初凝时间延长l～4h，但这对高温情况下大仓面混凝土施工是不够的。为了满足高温地区和高温季节大体积混凝土施工需要，国家“八五”科技攻关项目研究出了高温缓凝剂，这种缓凝剂能在气温为(35+2)℃、 相对湿度为(60+5)%的条件下混凝土初凝时间为6～8h。
(3)早强剂：是指能加速混凝土早期强度发展的外加剂。主要作用机理是加速水泥水化速度，加速水化产物的早期结晶和沉淀。主要功能是缩短混凝土施工养护期，加快施工进度，提高模板的周转率。主要适用于有早强要求的混凝土工程及低温、负温施工混凝土、有防冻要求的混凝土、预制构件、蒸汽养护等等。 (4)引气剂：是一种表面活性物质，它能使混凝土在搅拌过程中从大气中引入大量均匀封闭的小气泡，使混凝土中含有一定量的空气。好的引气剂能引入混凝土中的气泡达l0亿个之多，孔径多为0.05～0.2mm，一般为不连续的封闭球形，分布均匀，稳定性好，这样能显
著提高混凝土的抗冻性、耐久性同时还能改善混凝土和易性，特别是在人工骨料或天然砂颗粒较粗、级配较差以及在贫水泥混凝土中使用效果更好，改善混凝土的泌水和离析，减少混凝土渗透性，提高混凝土抗侵蚀能力。
(5)膨胀剂：是指能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂，掺入膨胀剂的目的是补偿混凝土
自身收缩、干缩和温度变形防止混凝土开裂，并提高混凝土的密实性和防水性能。目前建筑工程中膨胀剂的应用越来越多，如地下室底板和侧墙混凝土、钢管混凝土、超长结构混凝土、有防水要求的混凝土工程等等。
(6)泵送剂：能改善混凝土拌和物泵送性能的外加剂称为泵送剂，所谓泵送性，是指混凝土拌和物具有能顺利通过输送管道、不阻塞、不离析、料塑性良好的性能。泵送剂是硫化剂中的一种，它除了能大大提高拌和物流动性以外，还能在60～180min时间内保持其流动性，
剩余坍落度应不小于原始的55%。此外，它不是缓凝剂，缓凝时间不宜超过120min(特殊情况除外)。
三、混凝土外加剂与水泥的适应性及其影响因素和改善措施 1 存在的问题
对水泥制品和混凝土的性能提出了新的要求，采用水泥、砂子、碎石和水4组分制作的常用混凝土已不能满足材料性能和施工性能要求。在混凝土、砂浆和净浆的制备过程中，掺人少量的(不超水泥用量的
5%)能对混凝土、砂浆或净浆改变性能的一种产品，称为混凝土外加剂。在混凝土中加入适量的外加剂，能提高混凝土质量，改善混凝土性能，减少混凝土用水量，节约水泥，降低成本，加快施工进度。随着技术的进步，外加剂已成为除水泥、粗细骨料、掺合料和水以外的第5种必备材料。掺外加剂是混凝土配合比优化设计和提高混凝土耐久性的一项重要措施。 2.影响混凝土外加剂与水泥适应性的主要因素 2.1水泥矿物组成的影响
影响水泥适应性的主要是水泥矿物中的铝酸三钙(C3A)及硅酸三钙(C3S)的含量，试验分析水泥中C3A含量低而C3S含量高对外加剂适应好，而C3A含量越高，适应效果越差。 2.2调凝剂的影响
2.2.1调凝剂(石膏)的形态 水泥常用调凝剂为石膏(硫酸钙)，石膏又分为二水石膏(CaSO4 •2H2O)(又称生石膏)，半水石膏(CaSO4•1/2H2O)(又称熟石膏或烧石膏)，硬石膏(CaSO4)(又称无水石膏或天然石膏)。根据有关标准，三种石膏都可作水泥调凝剂使用，而其中硬石膏溶解性能较差，
一些外加剂如糖钙、木钙等与硬石膏同用，不但不能促进石膏溶解，
反而会降低硬石膏的溶解度，使水泥因缺少调凝成份而产生速凝等异常凝结。 2.2.2石膏的细度
如石膏研磨细度不够，会影响石膏的溶解性，即使运用二水石膏也会产生速凝等现象。
2.2.3石膏的用量
在C3A含量偏高的水泥中，调凝剂仍按常规用量(3%～5%)，无论选用何种石膏，混凝土凝结时间都会提前，这主要是水泥中C3A水化快，C3A含量增加，少量石膏不能满足它生成胶状钙矾石，从而影响了石膏的调凝效果。 2.2.4石膏研磨温度
水泥厂为了缩短熟料冷却时间，经常将温度还较高的熟料与石膏同磨，
二水石膏在150℃高温下会脱水成为半水石膏，温度再高至160℃以上，半水石膏还会成为溶解性较差的硬石膏影响水泥的适应效果。 2.3碱含量的影响
(1) 水泥中的碱主要来源于所用原材料，特别是石灰和粘土，当然这些碱相当一部分可以在水泥生产中挥发，但许多水泥厂为了节约能源，
将挥发废气进行回收利用，这就使挥发的碱又沉淀下来，无形中使水泥含碱量增高。
(2) 减水剂用于高碱水泥，减水率会急剧下降。试验表明，减水剂用于高碱水泥，混凝土增强效果下降，体积稳定性不好。
(3) 缓凝剂的作用机理是能够吸附在水泥颗粒的表面，形成一层吸附膜，在一定时间内有效地阻止水泥水化，而大量的碱会破坏吸附膜，使水泥继续水化，失去了缓凝作用，如将缓凝剂用于有一定保塑要求的混凝土，则会加速坍落度损失，达不到保塑保坍效果。 6水泥的存放时间及温度影响
水泥出磨存放时间较短的水泥称为“新鲜水泥”，由于水泥存放时间短，水泥温度较高，水泥水化速度极快，会造成石膏脱水，影响水泥的正常凝结，加之由于水泥在研磨过程中产生电荷颗粒之间相互吸附，影响了减水剂的分散作用，增大了混凝土坍落度损失率。事实上，出磨水泥的时间越短，水泥颗粒间吸附、凝聚的能力越强，因而致使外加剂的适应性变差. 2.1外加剂自身的因素
外加剂的自身的原因主要有以下几个方面: (1)品种不同; (2)结构官能团的不同; (3)聚合度不同; (4)复配组分不同。
这些影响回通过不同的方式会影响与水泥的适应性。而不同厂家生产出来的外加剂也会有很多差异, 主要原因有: (1)生产制作工艺; (2)厂家制作过程的技术水平; (3)质量管理水平。因此,不同的厂家生产出来的产品必然有差异。
2.4水泥细度的影响
许多混凝土工程为了缩短工期，要求所用水泥有一定早强效果，而提高水泥细度是最有效的方法，水泥过细水化速度快，水化热高同时水泥比表面积的增加，更加降低了液相中残留外加剂溶度，增加了液体粘度，不能适应泵送，预拌混凝土要求。另外，过细水泥还会降低混凝土中的含气量，降低混凝土的抗渗、抗冻性能。
2.5掺合料的影响
根据国家标准，允许在水泥中掺入一定量的掺合料，常用掺合料有：粉煤灰、火山灰、煤矸石等，由于掺合料的性能不同，也会影响外加剂对水泥的适应性。
为掺煤矸石普通水泥与未用掺合料水泥应用外加剂后的不同测试结果。虽然应用同一种高效缓凝减水剂，掺量也相同，掺煤矸石水泥混凝土的减水率只有标准水泥的一半，即使外加剂掺量增加0.5%，掺煤矸石水泥的减水率也没有标准水泥高，煤矸石影响水泥效果的主要原因是煤矸石的比表面积大，吸附能力较强，外加剂掺入后，大部分被它吸附，而占较大比例的水泥粒子得不到外加剂的吸附分散，从而影响了减水效果。
2.6混凝土配合比的影响
(1)施工配合比虽然是设计问题，但它也会影响外加剂对水泥的适应性，如泵送混凝土适当提高砂率可提高混凝土可泵送性，但砂率过高也会影响混凝土的保塑性能，增加混凝土坍落度的经时损失率。
(2)实践证明，降低水灰比可以提高混凝土强度，而在较低水灰比条件下配制掺外加剂混凝土应有一最低用水量，这不但是保证混凝土有一定工作性，更重要的是保证水泥在水化时，
石膏有足够的溶解用水，石膏在缺水时会大大影响溶解度，影响外加剂对水泥适应性。
2.7外加剂品种的影响
(1)外加剂中含钠盐过高对混凝土早期强度是有利的，但用于预拌混凝土中则会加快坍落度损失。
(2)有些引气剂引气量过大，且气泡性能不好会影响混凝土体积稳定性。 (3)有一些膨胀剂与减水剂同掺，特别是和铝酸三钙含量高的水泥一起使用，会降低减水率增加坍落度损失，甚至会造成速凝。 2.8搅拌时间和搅拌速度的影响
(1)混凝土的搅拌时间会影响混凝土中的含气量以及混凝土外加剂分散的匀质性，从而影响新拌混凝土的工作性。
(2)如果搅拌速度过快，水泥颗粒表面形成的双电层膜受到剪切应力的破坏，影响对水泥的适应性。
3 外加剂与水泥适应性的改善措施
长期以来，混凝土工作者在提高减水剂与水泥的适应性，从而控制混凝土坍落度损失方面进行了大量的研究工作，提出了各种改善外加剂与水泥适应性，控制混凝土坍落度损失的方法。
3.1 新型高性能减水剂的开发应用
目前国内外广泛使用的高效减水剂主要为萘磺酸盐甲醛缩合物(萘系高效减水剂)和三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物(蜜胺树脂系高效减水剂)，它们的减水率高，而且价格适中，但缺陷是与水泥适应性不太好，混凝土坍落度损失快。为了克服萘系高效减水剂和蜜胺树脂系高效减水剂的缺陷，国内外目前研究最多的是氨基磺酸盐系及聚羧酸盐系新型高效减水剂。这两种新型高效减水剂就可以很好地控制混凝土坍落度的损失。 3.2 外加剂的复合使用
通过外加剂的复合使用，提高减水剂与水泥的适应性，从而控制混凝土的坍落度经时损失
，这是目前普遍使用的一种简单而经济的方法。
①在生产减水剂时把高效减水剂与缓凝剂或缓凝减水剂复合使用，主要通过缓凝作用抑制水泥的早期水化反应，从而减小混凝土坍落度的经时损失;
②减水剂与引气剂复合使用，主要通过引入大量微小气泡，增大混凝土拌合物的流动
性，同时增大粘聚性，减小混凝土的离析泌水;
③减水剂与减水剂复合使用，通过“协同效应”和“超叠加效应”，提高减水剂与水
泥的适应性。事实上，复合使用减水剂控制混凝土坍落度经时损失，不应局限于高效减水剂与普通减水剂、缓凝剂以及引气剂的复合使用。在总掺量不变的情况下，复合使用高效减水剂也是提高高效减水剂与水泥的适应性，有效地控制混凝土坍落度经时损失的一种重要方法。高效减水剂的复合使用有以下两种情况：
(1)不同种类的高效减水剂，特别是具有不同种类极性基团分子结构的高效减水剂的复合使用。由于多种极性基团及多种分散作用力的共同作用，在总掺量不变的情况下，不但可以使复合高效减水剂的减水率得到提高，而且可能使复合高效减水剂与水泥的适应性得到显著改善。
(2)不同厂家生产的同种高效减水剂的复合使用。将不同厂家生产的同种高效减水剂复合使用，可能使复合高效减水剂具有更合适的平均分子量以及更合理的分子级配，因而，在总掺量不变的情况下，也可能使复合高效减水剂的减水率得到提高，可能使复合高效减水剂与水泥的适应性得到改善。 3.3选择减水剂
(或泵送剂)的掺入方法减水剂(或泵送剂)的掺入方法对水泥净浆、砂浆及混凝土拌合物的流动性有明显的影响。先掺法和同掺法的流动性较小，滞水法的拌合物流动性较高，后掺法则能较长时间地保持拌合物的流动性。但是，当减水剂与水泥的适应性好，能有效地控制
坍落度损失，或减水剂掺量较大时，则掺入方法对拌合物流动性的影响差异减小。
减水剂(或泵送剂)的掺入方法对砂浆及混凝土的保水性也有明显影响，先掺法和同掺法时拌合物的保水性好，滞水法和后掺法的拌合物泌水性显著增加，甚至连拌合物的颜色也有所变化。滞水法和后掺法拌合物泌水后，其和易性变差，尤其是在掺量较高时浆体沉淀板结。泌出水的颜色也不同，同掺法水清，滞水法和后掺法的水混浊(即含有较多的减水剂及水泥颗粒)。在配合比完全相同的情况下，滞水法及后掺法对水泥有一定的缓凝作用，但其影响随着减水剂品种、水泥品种、减水剂与水泥的适应性以及减水剂的掺量不同而变化。 3.4适当“增硫法” 在工程实践中，有时会遇到使用高浓萘系减水剂(Na2SO4含量低于5%)配制泵送剂
，混凝土坍落度损失很快，而改用低浓萘系减水剂(Na2SO4含量15%左右)配制泵
送剂，混凝土坍落度损失会大大降低。出现这种现象，可能是因为水泥浆中“缺硫”
，即水泥水化初期，水泥浆液相中溶解的SO42-离子浓度低，掺用低浓萘系减水剂后
，可带入一定量Na2SO4，从而增加了水泥水化初期液相中SO42-离子浓度的缘故。
水泥中的“硫”指的是水泥水化初期抑制C3A迅速水化，从而调节水泥凝结时间的
SO42-离子，通常用SO3含量表示水泥中的“硫量”。SO3最主要来源于水泥粉磨时加入的石膏，同时熟料中由于原料及燃料的原因也带入一些硫酸盐，如K2SO4，
Na2SO4以及外加剂中带入的硫酸盐。水泥中的SO3适宜含量与水泥熟料中C3A
含量、碱含量、水泥粉磨细度、混合材种类及掺量、石膏品种等因素有关。水泥中SO3
含量会影响减水剂与水泥的适应性。SO3抑制C3A的水化速度还与水泥浆中的W/C
有关，当W/C较小时，由于水泥浆中水量少，SO3(即SO42-离子)溶出量不足
，而此时如果水泥中C3A含量较高，且水泥比表面积又大时，水泥水化速度加快，C3A
与石膏会争夺水分;若水泥中SO3含量较低，浆液中溶出SO42-离子不足，此时减水剂与水泥适应性会变差，混凝土坍落度损失加快，甚至出现急凝现象。如果确信坍落度损失快是由于水泥浆中“缺硫”引起的，可通过适当“增硫法”，即适当增加外加剂中硫酸盐含量的方法，提高减水剂与水泥的适应性，从而控制混凝土坍落度损失。 3.5适当调整混凝土配合比法
混凝土拌合物初始坍落度值的大小对2h经时损失速度影响很大。通常初始坍落度值小，
坍落度2h经时损失速度大;而随着初始坍落度值增大，特别是1h坍落度经时损失速度减小。因此，对于运程较远的商品泵送混凝土，如果出现坍落度损失过快，而通过调整外加剂配方及掺量的方法，又不能很好地解决问题，或者虽能解决问题，但成本太大，在这种情况下，则可能通过适当调整混凝土配合比(包括浆量多少、砂率大小等)，在原坍落度设计值基础上，在充分保证硬化混凝土的各种性能的前提下，适当增大混凝土初始坍落度，也不失为一种解决工程中紧急事件的应急方法。
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第四篇：年产某吨水泥外加剂项目申报材料参考例文
年产 x xx 吨水泥外加剂项目
申报材料
MACRO 泓域咨询
摘要
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高性能方向发展。混凝土外加剂技术的应用与发展，对混凝土工程的巨大技术进步，起了决定性作用，没有混凝土外加剂技术的应用与发展，就不可能有现代混凝土技术的发展。
近几年我国外加剂产量增长速度惊人，已跃居世界外加剂产量前茅，并有逐年大幅提高的趋势。据中国建筑材料联合会混凝土外加剂分会发布的 2013 年我国混凝土外加剂产品调查结果显示：2013 年混凝土外加剂总产量达 1225.25 万吨，折合外加剂销售产值达到 496.61 亿元。
该水泥外加剂项目计划总投资 12951.40 万元，其中：固定资产投资 11173.35 万元，占项目总投资的 86.27%;流动资金 1778.05 万元，占项目总投资的 13.73%。
本期项目达产年营业收入 13339.00 万元，总成本费用 10130.59万元，税金及附加 218.04 万元，利润总额 3208.41 万元，利税总额3868.99 万元，税后净利润 2406.31 万元，达产年纳税总额 1462.68 万元;达产年投资利润率 24.77%，投资利税率 29.87%，投资回报率18.58%，全部投资回收期 6.88 年，提供就业职位 203 个。
年产 x xx 吨水泥外加剂项目申报材料目录
第一章
基本信息
一、项目名称及建设性质
二、项目承办单位
三、战略合作单位
四、项目提出的理由
五、项目选址及用地综述
六、土建工程建设指标
七、设备购置
八、产品规划方案
九、原材料供应
十、项目能耗分析
十一、环境保护
十二、项目建设符合性
十三、项目进度规划
十四、投资估算及经济效益分析
十五、报告说明
十六、项目评价
十七、主要经济指标
第二章
投资背景及必要性分析
一、项目承办单位背景分析
二、产业政策及发展规划
三、鼓励中小企业发展
四、宏观经济形势分析
五、区域经济发展概况
六、项目必要性分析
第三章
项目调研分析
第四章
项目方案分析
一、产品规划
二、建设规模
第五章
项目选址说明
一、项目选址原则
二、项目选址
三、建设条件分析
四、用地控制指标
五、用地总体要求
六、节约用地措施
七、总图布置方案
八、运输组成
九、选址综合评价
第六章
土建工程设计
一、建筑工程设计原则
二、项目工程建设标准规范
三、项目总平面设计要求
四、建筑设计规范和标准
五、土建工程设计年限及安全等级
六、建筑工程设计总体要求
七、土建工程建设指标
第七章
项目工艺分析
一、项目建设期原辅材料供应情况
二、项目运营期原辅材料采购及管理
二、技术管理特点
三、项目工艺技术设计方案
四、设备选型方案
第八章
清洁生产和环境保护
一、建设区域环境质量现状
二、建设期环境保护
三、运营期环境保护
四、项目建设对区域经济的影响
五、废弃物处理
六、特殊环境影响分析
七、清洁生产
八、项目建设对区域经济的影响
九、环境保护综合评价
第九章
项目安全规范管理
一、消防安全
二、防火防爆总图布置措施
三、自然灾害防范措施
四、安全色及安全标志使用要求
五、电气安全保障措施
六、防尘防毒措施
七、防静电、触电防护及防雷措施
八、机械设备安全保障措施
九、劳动安全保障措施
十、劳动安全卫生机构设置及教育制度
十一、劳动安全预期效果评价
第十章
项目风险评价
一、政策风险分析
二、社会风险分析
三、市场风险分析
四、资金风险分析
五、技术风险分析
六、财务风险分析
七、管理风险分析
八、其它风险分析
九、社会影响评估
第十一章
节能
一、节能概述
二、节能法规及标准
三、项目所在地能源消费及能源供应条件
四、能源消费种类和数量分析
二、项目预期节能综合评价
三、项目节能设计
四、节能措施
第十二章
项目实施进度计划
一、建设周期
二、建设进度
三、进度安排注意事项
四、人力资源配置
五、员工培训
六、项目实施保障
第十三章
项目投资规划
一、项目估算说明
二、项目总投资估算
三、资金筹措
第十四章
项目经济效益分析
一、经济评价综述
二、经济评价财务测算
二、项目盈利能力分析
第十五章
项目招投标方案
一、招标依据和范围
二、招标组织方式
三、招标委员会的组织设立
四、项目招投标要求
五、项目招标方式和招标程序
六、招标费用及信息发布
第十六章
项目总结、建议
附表 1：主要经济指标一览表
附表 2：土建工程投资一览表
附表 3：节能分析一览表
附表 4：项目建设进度一览表
附表 5：人力资源配置一览表
附表 6：固定资产投资估算表
附表 7：流动资金投资估算表
附表 8：总投资构成估算表
附表 9：营业收入税金及附加和增值税估算表
附表 10：折旧及摊销一览表
附表 11：总成本费用估算一览表
附表 12：利润及利润分配表
附表 13：盈利能力分析一览表
第一章
基本信息
一、项目名称及建设性质
(一)项目名称
年产 xx 吨水泥外加剂项目
(二)项目建设性质
该项目属于新建项目，依托某保税区良好的产业基础和创新氛围，充分发挥区位优势，全力打造以水泥外加剂为核心的综合性产业基地，年产值可达 13000.00 万元。
二、项目承办单位
xxx 实业发展公司
三、战略合作单位
xxx 实业发展公司
四、项目提出的理由
外加剂的分类：混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入用以改善混凝土性能的材料，掺量不大于水泥质量 5%，其特点是掺量少、作用大。如果将水泥比作施工工地(混凝土)的“粮食”，那么外加剂可以说是施工工地(混凝土)的“油”，是不可或缺甚至极为重要组成
部分。从分类来看，外加剂分为减水剂、引气剂、膨胀剂等多个细分品种，不过以减水剂为主。
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。
五、项目选址及用地综述
(一)项目选址方案
项目选址位于某保税区,地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，建设条件良好。
(二)项目用地规模
项目总用地面积 41233.94 平方米(折合约 61.82 亩)，土地综合利用率 100.00%;项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照水泥外加剂行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合规划建设要求。
六、土建工程建设指标
项目净用地面积 41233.94 平方米，建筑物基底占地面积 32207.83平方米，总建筑面积 69273.02 平方米，其中：规划建设主体工程51627.70 平方米，项目规划绿化面积 4563.35 平方米。
七、设备购置
项目计划购置设备共计 142 台(套)，主要包括：xxx 生产线、xx设备、xx 机、xx 机、xxx 仪等，设备购置费 3913.01 万元。
八、产品规划方案
根据项目建设规划，达产年产品规划设计方案为：水泥外加剂 xxx单位/年。综合考 xxx 实业发展公司企业发展战略、产品市场定位、资金筹措能力、产能发展需要、技术条件、销售渠道和策略、管理经验
以及相应配套设备、人员素质以及项目所在地建设条件与运输条件、xxx 实业发展公司的投资能力和原辅材料的供应保障能力等诸多因素，项目按照规模化、流水线生产方式布局，本着“循序渐进、量入而出”原则提出产能发展目标。
九、原材料供应
项目所需的主要原材料及辅助材料有：xxx、xxx、xx、xxx、xx 等，xxx 实业发展公司所选择的供货单位完全能够稳定供应上述所需原料，供货商可以完全保障项目正常经营所需要的原辅材料供应，同时能够满足 xxx 实业发展公司今后进一步扩大生产规模的预期要求。
十、项目能耗分析
1、项目年用电量 1102672.03 千瓦时，折合 135.52 吨标准煤，满足年产 xx 吨水泥外加剂项目项目生产、办公和公用设施等用电需要
2、项目年总用水量 7874.57 立方米，折合 0.67 吨标准煤,主要是生产补给水和办公及生活用水。项目用水由某保税区市政管网供给。
3、年产 xx 吨水泥外加剂项目项目年用电量 1102672.03 千瓦时，年总用水量 7874.57 立方米，项目年综合总耗能量(当量值)136.19吨标准煤/年。达产年综合节能量 40.68 吨标准煤/年，项目总节能率24.16%，能源利用效果良好。
十一、环境保护
项目符合某保税区发展规划，符合某保税区产业结构调整规划和国家的产业发展政策;对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。
项目设计中采用了清洁生产工艺，应用清洁原材料，生产清洁产品，同时采取完善和有效的清洁生产措施，能够切实起到消除和减少污染的作用。项目建成投产后，各项环境指标均符合国家和地方清洁生产的标准要求。
十二、项目建设符合性
(一)产业发展政策符合性
由 xxx 实业发展公司承办的“年产 xx 吨水泥外加剂项目”主要从事水泥外加剂项目投资经营，其不属于国家发展改革委《产业结构调整指导目录(2011 年本)》(2013 年修正)有关条款限制类及淘汰类项目。
(二)项目选址与用地规划相容性
年产 xx 吨水泥外加剂项目选址于某保税区，项目所占用地为规划工业用地，符合用地规划要求，此外，项目建设前后，未改变项目建
设区域环境功能区划;在落实该项目提出的各项污染防治措施后，可确保污染物达标排放，满足某保税区环境保护规划要求。因此，建设项目符合项目建设区域用地规划、产业规划、环境保护规划等规划要求。
(三)
“ 三线一单 ” 符合性
1、生态保护红线：年产 xx 吨水泥外加剂项目用地性质为建设用地，不在主导生态功能区范围内，且不在当地饮用水水源区、风景区、自然保护区等生态保护区内，符合生态保护红线要求。
2、环境质量底线：该项目建设区域环境质量不低于项目所在地环境功能区划要求，有一定的环境容量，符合环境质量底线要求。
3、资源利用上线：项目营运过程消耗一定的电能、水，资源消耗量相对于区域资源利用总量较少，符合资源利用上线要求。
4、环境准入负面清单：该项目所在地无环境准入负面清单，项目采取环境保护措施后，废气、废水、噪声均可达标排放，固体废物能够得到合理处置，不会产生二次污染。
十三、项目进度规划
本期工程项目建设期限规划 12 个月。项目承办单位要合理安排设计、采购和设备安装的时间，在工作上交叉进行，最大限度缩短建设
周期。将投资密度比较大的部分工程尽量押后施工，诸如其他配套工程等。项目承办单位要合理安排设计、采购和设备安装的时间，在工作上交叉进行，最大限度缩短建设周期。将投资密度比较大的部分工程尽量押后施工，诸如其他配套工程等。
十四、投资估算及经济效益分析
(一)项目总投资及资金构成
项目预计总投资 12951.40 万元，其中：固定资产投资 11173.35万元，占项目总投资的 86.27%;流动资金 1778.05 万元，占项目总投资的 13.73%。
(二)资金筹措
该项目现阶段投资均由企业自筹。
(三)项目预期经济效益规划目标
项目预期达产年营业收入 13339.00 万元，总成本费用 10130.59万元，税金及附加 218.04 万元，利润总额 3208.41 万元，利税总额3868.99 万元，税后净利润 2406.31 万元，达产年纳税总额 1462.68 万元;达产年投资利润率 24.77%，投资利税率 29.87%，投资回报率18.58%，全部投资回收期 6.88 年，提供就业职位 203 个。
十五、报告说明
提供包括政策指引、产业分析、市场供需分析与预测、行业现有工艺技术水平、项目产品竞争优势、营销方案、原料资源条件评价、原料保障措施、工艺流程、能耗分析、节能方案、财务测算、风险防范等内容。该项目报告对项目所涉及的主要问题，例如：项目资源条件、项目原辅材料、项目燃料和动力的供应、项目交通运输条件、项目建设规模、项目投资规模、项目产工艺和设备选型、项目产品类别、项目节能技术和措施、环境影响评价和劳动卫生保障等，从技术、经济和环境保护等多个方面进行较为详细的调查研究。通过分析比较方案，并对项目建成后可能取得的技术经济效果进行预测，从而为投资决策提供可靠的依据，作为该项目进行下一步环境评价及工程设计的基础文件。
十六、项目评价
1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求，符合某保税区及某保税区水泥外加剂行业布局和结构调整政策;项目的建设对促进某保税区水泥外加剂产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。
2、xxx 科技公司为适应国内外市场需求，拟建“年产 xx 吨水泥外加剂项目”，本期工程项目的建设能够有力促进某保税区经济发展，
为社会提供就业职位 203 个，达产年纳税总额 1462.68 万元，可以促进某保税区区域经济的繁荣发展和社会稳定，为地方财政收入做出积极的贡献。
3、项目达产年投资利润率 24.77%，投资利税率 29.87%，全部投资回报率 18.58%，全部投资回收期 6.88 年，固定资产投资回收期6.88 年(含建设期)，项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。
4、改革开放 40 年来，民间投资和民营经济由小到大、由弱变强，已日渐成为推动我国经济发展、优化产业结构、繁荣城乡市场、扩大社会就业的重要力量。从投资总量占比看，2012 年以来，民间投资占全国固定资产投资比重已连续 5 年超过 60%，最高时候达到 65.4%;尤其是在制造业领域，目前民间投资的比重已经超过八成，民间投资已经成为投资的主力军。民营企业贴近市场、嗅觉敏锐、机制灵活，在推进企业技术创新能力建设方面起到重要作用。认定国家技术创新示范企业和培育工业设计企业，有助于企业技术创新能力进一步升级。同时，大量民营企业走在科技、产业、时尚的最前沿，能够综合运用科技成果和工学、美学、心理学、经济学等知识，对工业产品的功能、结构、形态及包装等进行整合优化创新，服务于工业设计，丰富产品品种、提升产品附加值，进而创造出新技术、新模式、新业态。
综上所述，项目的建设和实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的。
十七、主要经济指标
主要经济指标一览表
序号 项目 单位 指标 备注 1
占地面积
平方米
41233.94
61.82 亩
1.1
容积率
1.68
1.2
建筑系数
78.11%
1.3
投资强度
万元/亩
180.74
1.4
基底面积
平方米
32207.83
1.5
总建筑面积
平方米
69273.02
1.6
绿化面积
平方米
4563.35
绿化率 6.59%
2
总投资
万元
12951.40
2.1
固定资产投资
万元
11173.35
2.1.1
土建工程投资
万元
5513.04
2.1.1.1
土建工程投资占比
万元
42.57%
2.1.2
设备投资
万元
3913.01
2.1.2.1
设备投资占比
30.21%
2.1.3
其它投资
万元
1747.30
2.1.3.1
其它投资占比
13.49%
2.1.4
固定资产投资占比
86.27%
2.2
流动资金
万元
1778.05
2.2.1
流动资金占比
13.73%
3
收入
万元
13339.00
4
总成本
万元
10130.59
5
利润总额
万元
3208.41
6
净利润
万元
2406.31
7
所得税
万元
1.68
8
增值税
万元
442.54
9
税金及附加
万元
218.04
10
纳税总额
万元
1462.68
11
利税总额
万元
3868.99
12
投资利润率
24.77%
13
投资利税率
29.87%
14
投资回报率
18.58%
15
回收期
年
6.88
16
设备数量
台(套)
142
17
年用电量
千瓦时
1102672.03
18
年用水量
立方米
7874.57
19
总能耗
吨标准煤
136.19
20
节能率
24.16%
21
节能量
吨标准煤
40.68
22
员工数量
人
203
第二章
投资背景及必要性分析
一、项目承办单位背景分析
(一)公司概况
公司坚持以科技创新为动力，建立了基础设施较为先进的技术中心，建成了较为完善的科技创新体系。通过自主研发、技术合作和引进消化吸收等多种途径，不断推动产品技术升级。公司主导产品质量和生产工艺居国内领先水平，具有显著的竞争优势。公司全面推行“政府、市场、投资、消费、经营、企业”六位一体合作共赢的市场战略，以高度的社会责任积极响应政府城市发展号召，融入各级城市的建设与发展，在商业模式思路上领先业界，对服务区域经济与社会发展做出了突出贡献。
公司是强调项目开发、设计和经营服务的科技型企业，严格按照高新技术企业规范财务制度。截止 2017 年底，公司经济状况无不良资产发生，并严格控制企业高速发展带来的高资产负债率。同时，为了创新需要及时的资金作保证，公司对研究开发经费的投入和使用制定了相应制度，每季度审核一次开发经费支出情况，适时平衡各开发项目经费使用，最大限度地保证开发项目的资金落实。
公司高度重视技术人才的培养和优秀人才的引进，已形成一支多领域、高水平、稳定性强、实战经验丰富的研发管理团队。公司团队始终立足自主技术创新，整合公司市场采购部门、营销部门的资源，将供应市场的知识和经验结合到研发过程，及时响应市场和客户的需求，打造公司研发队伍的核心竞争优势。强有力的人才队伍对公司持续稳健发展具有重大的支持作用。公司凭借完整的产品体系、较强的技术研发创新能力、强大的订单承接能力、快速高效的资源整合能力，形成了为客户提供整体解决方案的业务经营模式。经过多年的发展，公司产品已覆盖全国各省市。公司与国内多家知名厂商的良好关系为公司带来了新的行业发展趋势，使公司研发产品能够与时俱进，为公司持续稳定盈利、巩固市场份额、推广创新产品奠定了坚实的基础。
(二)公司经济效益分析
上一，xxx 科技公司实现营业收入 11329.74 万元，同比增长21.61%(2013.13 万元)。其中，主营业业务水泥外加剂生产及销售收入为 9184.74 万元，占营业总收入的 81.07%。
上主要经济指标
序号 项目 第一季度 第二季度 第三季度 第四季度 合计 1
营业收入
2379.25
3172.33
2945.73
2832.43
11329.74
2
主营业务收入
1928.80
2571.73
2388.03
2296.18
9184.74
2.1
水泥外加剂(A)
636.50
848.67
788.05
757.74
3030.96
2.2
水泥外加剂(B)
443.62
591.50
549.25
528.12
2112.49
2.3
水泥外加剂(C)
327.90
437.19
405.97
390.35
1561.41
2.4
水泥外加剂(D)
231.46
308.61
286.56
275.54
1102.17
2.5
水泥外加剂(E)
154.30
205.74
191.04
183.69
734.78
2.6
水泥外加剂(F)
96.44
128.59
119.40
114.81
459.24
2.7
水泥外加剂(...)
38.58
51.43
47.76
45.92
183.69
3
其他业务收入
450.45
600.60
557.70
536.25
2145.00
根据初步统计测算，公司实现利润总额 2947.34 万元，较去年同期相比增长 504.75 万元，增长率 20.66%;实现净利润 2210.51 万元，较去年同期相比增长 252.64 万元，增长率 12.90%。
上主要经济指标
项目 单位 指标 完成营业收入
万元
11329.74
完成主营业务收入
万元
9184.74
主营业务收入占比
81.07%
营业收入增长率(同比)
21.61%
营业收入增长量(同比)
万元
2013.13
利润总额
万元
2947.34
利润总额增长率
20.66%
利润总额增长量
万元
504.75
净利润
万元
2210.51
净利润增长率
12.90%
净利润增长量
万元
252.64
投资利润率
27.25%
投资回报率
20.44%
财务内部收益率
24.20%
企业总资产
万元
26126.03
流动资产总额占比
万元
35.84%
流动资产总额
万元
9364.77
资产负债率
23.91%
二、水泥外加剂项目背景分析
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高性能方向发展。混凝土外加剂技术的应用与发展，对混凝土工程的巨大技术进步，起了决定性作用，没有混凝土外加剂技术的应用与发展，就不可能有现代混凝土技术的发展。
混凝土外加剂的特点是：掺量小、作用大。其对混凝土作用有四点：一是改善新拌混凝土的工作性能;二是提高硬化混凝土的力学性能;三是改善混凝土的耐久性;四是节约水泥，可获得良好的经济效益。现代混凝土施工新技术，如泵送混凝土、流态混凝土、自密实混凝土、高强高性能混凝土、水下不分散混凝土、喷射混凝土等的快速
发展与广泛应用，无不显示了外加剂的重要作用。可以这样说，外加剂的应用是现代混凝土的最显着的标志。换句话说，现代混凝土技术实际上就是现代外加剂技术。事实上，外加剂已经成为现代混凝土中不可或缺的组分之一。
近年来，我国建筑行业快速发展，混凝土需求量越来越大、质量要求也越来越高、性能要求越来越综合化、多样化，对外加剂品种、性能要求也越来越高，我国混凝土外加剂行业也有了很大发展，并且，随着建设工程量的不断增加，我国混凝土外加剂的生产和应用仍具有很大的发展潜力和空间，品种会进一步增加。外加剂应用技术水平的高低，足以影响我国混凝土技术发展的快慢，二者相辅相成、相互依存。没有混凝土技术的发展需求，混凝土外加剂的发展就缺少动力，反之，没有外加剂产品及其应用技术的发展，混凝土技术也达不到今天的水平。
然而如果外加剂使用不当，则往往不能达到预期效果，甚至会出现质量事故。因此，长期以来，行业一直注重对混凝土外加剂及其应用技术的研究，加强向工程界宣传混凝土外加剂新产品、新技术、新工艺，大力培训技术人员，使之能准确掌握各种外加剂的性能，并针对具体工程如何正确选择使用各种不同性能的外加剂，使其发挥最佳
效果，取得应有的经济和社会效益。这对于提高我国混凝土总体质量水平、推动混凝土工程的技术进步、促进高性能混凝土等高新技术的进一步健康发展、保证我国外加剂产业的健康发展具有重要意义。
据不完全统计，目前我国外加剂生产厂家接近 2000 多家，其中化学合成生产企业有 500 多家、膨胀剂生产企业有 100 多家。
目前我国外加剂品种齐全，达 30 多种，国外有的外加剂品种国内几乎都有，且产品牌号有 200 多个。特别是高效减水剂从原来较为单一的萘系高效减水剂逐步向多品种、新品种、高端品种方向发展，如：聚羧酸系高性能减水剂、蜜胺系及改性蜜胺系高效减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂、脂肪族高效减水剂等。
在各种高效减水剂中，2013 年聚羧酸系减水剂、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂产量分别为 497.81 万吨、357.59 万吨和 68.17 万吨。近几年，聚羧酸系高性能减水剂发展迅猛，总量比例由 2007 年的 14.6%持续提高到 2013 年的 52.2%。
三、水泥外加剂项目建设必要性分析
近几年我国外加剂产量增长速度惊人，已跃居世界外加剂产量前茅，并有逐年大幅提高的趋势。据中国建筑材料联合会混凝土外加剂分会发布的 2013 年我国混凝土外加剂产品调查结果显示：2013 年混凝
土外加剂总产量达 1225.25 万吨，折合外加剂销售产值达到 496.61 亿元。
外加剂生产企业逐年向规模化发展，年产万吨的企业已经有 200多家，年产 3 万吨-4 万吨的企业有近 50 家，其中年产值超亿元的外加剂生产企业有近 100 家。
近几年许多新建、在建的生产企业起点显着提高，表现在投资力度大、生产规模大、生产设备先进、技术力量强、企业管理制度完善、管理水平日益提高、质量控制手段完备、相应的试验仪器及检验设备齐全。
随着我国化学合成外加剂与复合外加剂生产技术和水平的不断发展、产品的性价比更为合理、外加剂研发和应用技术水平的日益提高，外加剂大量、广泛用于各种混凝土的施工，特别是高质量的外加剂正在为诸多的国家重点工程、大型工程所用。我国外加剂不但能够满足各种混凝土的施工技术要求，也能够达到混凝土的质量要求。
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，所以吸引了国外许多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：SIKA 公司、BASF 公司、福斯乐公司、意大利马贝公司、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，这些国外公司的进入，一方面有力地推动了外加剂行业在我国的发展与进步，缩短了我国外加剂方面与国外的差距，另一方面，对提高我国混凝土外加剂行业的整体水平将有深远的影响和促进作用。
但随着国内外加剂企业的技术进步，特别是聚羧酸系减水剂技术，以及新型外加剂产业链逐渐建立完善并成熟，国内外加剂技术在某些方面已经达到了国际的先进水平，甚至国际的领先水平。另外，国内企业更能适应我国原材料多变等环境，促使某些国外品牌逐渐退出了国内市场。也有一些外资企业为适应国内市场情况，选择了与国内企业合资的方式，借助国内企业的特点，取得了良好的效果。
随着全球可持续发展的战略要求，随着科学发展观的深入人心，整个混凝土外加剂行业对节能节材、绿色环保及人体健康意识日益增强。在确保外加剂产品质量的同时，注重节约能源和保护资源正在成为行业的工作重点。不少企业已经把节水、节电、节油等列入企业内部重点考核指标，一些优秀企业对研究开发绿色环保型外加剂新产品、新技术方面加大投资力度，给其他企业做出了典范。
从 1986 年起，为了确保外加剂产品质量、促进应用技术水平的发展与提高、规范市场、保证工程质量，我国针对使用量比较大、应用面比较广的各种混凝土外加剂相继制订了一系列混凝土外加剂产品国家(行业)标准和混凝土外加剂应用技术规范。此后大部分标准与规范都进行了修订，这对提高产品质量、规范市场、确保工程质量起到了重要作用。目前我国已制定的混凝土外加剂国家标准或行业标准比较齐全。
今后我分会的工作重点将是加强对各种新型外加剂、环保型外加剂、特别是对高性能外加剂的研发，进一步促进外加剂应用技术的不断完善与应用水平的提高，这也是我国混凝土新技术不断向前发展的关键。
合成高效减水剂是混凝土外加剂中最为重要的一类产品，可以单独使用，也可以与其他产品复配使用。我国高效减水剂产量位居世界第一。其中，萘磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂占到全部合成高效减水剂产量的 80%左右。我国萘系高效减水剂生产工艺成熟稳定，产品已经接近国外的水平，但是半数以上的企业规模太小。性能更好的高浓高效减水剂(Na2SO4 的含量小于 5%)的用量还不到 5%。
我国合成高效减水剂产品多样化，是目前高效减水剂技术发展的特色之一。从原来较为单一的萘系产品向氨基磺酸盐、新型三聚氰胺、脂肪族、聚羧酸盐等多品种共同发展。新型高效减水剂生产工艺比萘系简单，投资比萘系少，在性能上又具有明显的特点，具有较好的技术经济效益，可与国外产品质量相比。
基于我国经济持续、快速发展，以及各种基础设施建设规模的不断扩大，特别是高速铁路网、高速公路网、桥梁、隧道、机场、港口、大坝、高层建筑等建设项目正大规模开展，混凝土工程量巨大。无疑，聚羧酸系高性能减水剂将成为今后我国混凝土外加剂主流技术的发展方向，它的市场将面临一个极大的发展机遇，未来较长时间内，它的生产与应用仍将继续保持高速增长的趋势。2013 年聚羧酸系减水剂年产量首度超过了总量的 50%，达到了 52%，从 2007 年的 14%到 52%，仅用量了 6 年的时间，增长迅速，并且这一趋势还在加速。
我国混凝土外加剂品种很多，如能够降低混凝土用水量、提高混凝土强度的高效减水剂，用于调整混凝土凝结时间的缓凝剂、促凝剂，减少混凝土收缩开裂时使用的膨胀剂、减缩剂，能提高混凝土的抗冻融性能、延长混凝土的使用寿命的引气剂，在冬季负温条件下施工时使用的防冻剂等，基本能够满足我国现有条件下施工的各种混凝土性
能的要求。国外有的品种在国内几乎都有，目前在国家标准和行业标准里已经对 14 种外加剂产品的性能有了明确规定。
混凝土施工技术的发展促进了各种外加剂的升级换代。混凝土膨胀剂的年产量稳步增加，2009 年约 126.36 万吨，2011 年约 135 万吨，2013 年约 150 万吨。混凝土膨胀剂也由高碱高掺(15%～20%)、中碱中掺(10%～12%)逐步向低碱低掺(6%～8%)发展。
传统外加剂生产过程中，计量、温度控制、反应时间控制、加料等过程都是人工操作，常常出现误差和错误，轻则造成质量波动，重者出现废品。利用自动化控制技术，改进传统生产工艺是我国混凝土外加剂生产技术提高的重要途径之一，也是我国混凝土外加剂生产企业发展的方向。特别是高速客运专线对外加剂企业的生产提出了严格的要求，促使了外加剂企业的生产由人工生产向自动化生产转变。
第三章
项目调研分析
一、水泥外加剂行业分析
外加剂的分类：混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入用以改善混凝土性能的材料，掺量不大于水泥质量 5%，其特点是掺量少、作用大。如果将水泥比作施工工地(混凝土)的“粮食”，那么外加剂可以说是施工工地(混凝土)的“油”，是不可或缺甚至极为重要组成部分。从分类来看，外加剂分为减水剂、引气剂、膨胀剂等多个细分品种，不过以减水剂为主。
外加剂的使用：外加剂最佳掺量是通过混凝土试配结果确定，根本原则是在满足混凝土性能要求前提下采用最低掺量。生产厂家产品说明书中提供的是某种外加剂使用时的掺量范围，而使用单位必须通过混凝土试配确定外加剂合理掺量。
减水剂的性能及原理：减水剂是外加剂的主要品种，主要作用是延缓水泥凝结时间，原理是掺加混凝土外加剂的水泥颗粒表面吸附着一层减水剂，一定程度上阻挡了水泥对水的吸收速度;同时混凝土外加剂加速水泥水化初期速度，水化产物增多带来水化膜较厚，一定程度上阻碍水分子进一步渗入水泥颗粒内部进行水化，从而延缓了水泥凝结硬化时间，从而减少单位用水量。
在用水量不变情况下，当高效减水剂占水泥质量的掺量<05%时，对水泥凝结时间的影响甚微，几乎没有变化。但当高效减水剂占水泥重量的掺量>05%时，一般会延缓水泥凝结时间 25～3 小时。
2019 年在响水爆炸事件发生后，国务院应急管理部会议指导下，《江苏省化工产业安全环保整治提升方案》出台，全国范围内安全生产整治开展，各省份高规格安全生产核查整治行动持续推进。整体来看除消除短期安全隐患之外，长期目标都是淘汰安全环保不合规的低端落后产能，并最终实现产业的转型升级，符合“经济高质量发展道路”的引导方向。
2018 年初，混凝土外加剂行业产能过剩情况比较突出，行业前十的企业市场占有率只有 132%，三家龙头企业建研集团科之杰、江苏苏博特和广东红墙，市场占有率分别只有 348%、343%和 11%。
混凝土外加剂行业上游主要原材料是环氧乙烷，受此影响行业归属被认定为小化工行业。在环保和生产安全监管持续趋严影响下，化工企业“退城入园”门槛一再提升，混凝土外加剂行业内小公司数量不断减少，大企业集中度提升，行业强者恒强的竞争格局进一步显现。
自 2006 年城市建设用混凝土要求全部采用商品混凝土后，混凝土减水剂需求量开始显著增长，随后几年里基本保持 20%左右的复合增速。
虽然减水剂已在混凝土中得到广泛应用，但就目前而言并没有实现 100%渗透率，预计目前约 60%左右，与国外相比仍有一定提升空间。
混凝土的核心原材料砂石受环保影响供应不够稳定，质量也欠佳，对减水剂的用量提出了更高的要求。外加剂的使用量也受到混凝土其他原材料如砂石骨料质量的影响，通常来说骨料中常含有粘土(山砂更严重)，粘土对减水剂有强烈的吸附，其吸附量是水泥的约 50 倍，只有它饱和后，剩余的才会分配给其他物质，因此使用含泥量越高的砂石骨料拌制混凝土，对外加剂用量也越大。而当前随着环保治理趋严下，砂石骨料的品质质量都有一定下降;同时，市场越来越多转向使用机制砂，因此搅拌站对减水剂的要求和用量也提出了更高要求。
减水剂在我国发展历史：1962 年，日本发明萘系减水剂，随后逐步得到全面推广应用。我国相对起步较晚，上个世纪 70 年代以后，我国混凝土外加剂的科研、生产和应用才取得重大进展;90 年代以后以萘系减水剂为代表的各种高效减水剂逐步应用于各种工程;2000 年前后，以聚羧酸系减水剂为代表的高性能减水剂进入我国并逐步得到推广，其凭借减水率高等性能优势形成了对传统萘系减水剂的快速替代。2003 年，我国萘系减水剂占比约 66%，聚羧酸减水剂占比仅约 3%，2017 年聚羧酸减水剂占比达到 776%。
目前我国从事混凝土外加剂业务的企业较多，进入资金壁垒并不算高。市场上存在大量不具备合成能力、仅通过外购粉剂复配后出售的小企业，或虽具备一定合成能力，但在研发服务方面能力相对较弱。由于混凝土外加剂产品的运输费用经济性限制，混凝土外加剂行业存在较明显的区域性特征，使得各地规模相对较小的企业同样可以在市场上拥有一席之地。
据不完全统计，截止到 2016 年，我国外加剂生产厂家接近 6000多家，其中化学合成生产企业有 500 多家、膨胀剂生产企业有 100 多家。其中，年产万吨企业已经有 300 多家，年产 3~4 万吨企业有近 60家，其中年产值超亿元外加剂生产企业有近 100 家。整体来看，行业集中度较低，而部分小企业规模较小，通过购买母液复配或 OEM 方式，占据了主要终端市场。
二、水泥外加剂市场分析预测
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
第四章
项目方案分析
一、产品规划
(一)产品放方案
项目产品主要从国家及地方产业发展政策、市场需求状况、资源供应情况、企业资金筹措能力、生产工艺技术水平的先进程度、项目经济效益及投资风险性等方面综合考虑确定。该项目主要产品为水泥外加剂，具体品种将根据市场需求状况进行必要的调整，各年生产纲领是根据人员及装备生产能力水平，并参考市场需求预测情况确定，同时，把产量和销量视为一致，本报告将按照初步产品方案进行测算，根据确定的产品方案和建设规模及预测的水泥外加剂产品价格根据市场情况，确定年产量为 xxx，预计年产值 13339.00 万元。
(二)营销策略
项目承办单位应建立良好的营销队伍，利用多媒体、广告、连锁等模式，不断拓展项目产品良好的营销渠道，提高企业的经济效益。坚持把项目产品需求市场作为创业工作的出发点和落脚点，根据市场的变化合理调整产品结构，真正做到市场需要什么产品就生产什么产品，市场的热点在哪里，创新工作的着眼点就放在哪里;针对市场需求变化合理确定项目产品生产方案，增加产品高附加值，能够满足人
们对项目产品的需求。
产品方案一览表
序号 产品名称 单位 年产量 年产值 1
水泥外加剂 A
单位
xx
6002.55
2
水泥外加剂 B
单位
xx
3334.75
3
水泥外加剂 C
单位
xx
2000.85
4
水泥外加剂 D
单位
xx
1067.12
5
水泥外加剂 E
单位
xx
666.95
6
水泥外加剂 F
单位
xx
266.78
合计
单位
xxx
13339.00
二、建设规模
(一)用地规模
该项目总征地面积 41233.94 平方米(折合约 61.82 亩)，其中：净用地面积 41233.94 平方米(红线范围折合约 61.82 亩)。项目规划总建筑面积 69273.02 平方米，其中：规划建设主体工程 51627.70 平方米，计容建筑面积 69273.02 平方米;预计建筑工程投资 5513.04 万元。
(二)设备购置
项目计划购置设备共计 142 台(套)，设备购置费 3913.01 万元。
(三)产能规模
项目计划总投资 12951.40 万元;预计年实现营业收入 13339.00万元。
第五章
项目选址说明
一、项目选 址原...
第五篇：混凝土外加剂对水泥的适应性检测作业指导书大全
混凝土外加剂对水泥或矿物掺合料的
适应性检测作业指导书
一、 目的
为规范化指导混凝土外加剂对水泥或矿物掺合料的适应性检测方法，保证检验数据的真实性，特制定本作业指导书。
二、 适用范围
本指导书适用于对进场混凝土外加剂对水泥或矿物掺合料的适应性检测。
三、 引用标准
GB 50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》。
四、 检测所用仪器设备应符合下列规定： 1 水泥净浆搅拌机;
2 截锥形圆模：上口内径36mm，下口内径60mm，高度60mm，内壁光滑无缝的金属制品;
3 玻璃板：400mm× 400mm×5mm;
4 钢直尺： 300mm; 5 刮刀;
6 秒表，时钟; 7 药物天平：称量100g;感量1g;
8 电子大平：称量50g;感量0.05g。
五、水泥适应性检测方法按下列步骤进行： 1 将玻璃板放置在水平位置，用湿布将玻璃板、截锥圆模、搅拌器及搅拌锅均匀擦过，使其表面湿而不带水滴; 2 将截锥圆模放在玻璃板中央，并用湿布覆盖待用; 3 称取水泥600g，倒入搅拌锅内; 4 对某种水泥需选择外加剂时，每种外加剂应分别加入不同掺量;对某种外加剂选择水泥时，每种水泥应分别加入不同掺量的外加剂。对不同品种外加剂，不同掺量应分别进行试验; 5 加入174g或210g水(外加剂为水剂时，应扣除其含水量)，搅拌4min; 6 将拌好的净浆迅速注入截锥圆模内，用刮刀刮平，将截锥圆模按垂直方向提起，同时，开启秒表计时，至30s用直尺量取流淌水泥净浆互相垂直的两个方向的最大直径，
7 已测定过流动度的水泥浆应弃去，不再装入搅拌锅中。水泥净浆停放时，应用湿布覆盖搅拌锅;
8 剩留在搅拌锅内的水泥净浆，至加水后30、60min，开启搅拌机，搅拌4min，按本规范第A.0.3-6 方法分别测定相应时间的水泥净浆流动度。 七 测试结果应按下列方法分析：
1 绘制以掺量为横坐标，流动度为纵坐标的曲线。其中饱和点(外加剂掺量与水泥净浆流动度变化曲线的拐点)外加剂掺量低、流动度大，流动度损失小的外加剂对水泥的适应性好。
2 需注明所用外加剂和水泥的品种、等级、生产厂，试验室温度、相对湿度等。如果水灰比(水胶比)与本规定不符，也需注明。