混凝土外加劑護航國家重點工程探析
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說起混凝土行業(yè)的“幕后英雄”，不得不提到混凝土外加劑。它是混凝土中最重要的原材料之一，不僅可以改善混凝土工作性、物理力學性能與耐久性，確保混凝土的安全性與長期服役性能，還是一種綠色環(huán)保低碳產品。自20世紀30年代誕生以來，它經歷了從使用木質素、萘系等直至如今的聚羧酸高效減水劑的發(fā)展過程?？梢哉f，混凝土行業(yè)對建筑施工領域的支撐，離不開外加劑的更新迭代。近年來，我國對混凝土外加劑的研究越來越深入，不斷擴大其應用領域，并向著綠色、環(huán)保、低碳的方向發(fā)展。無論是改善混凝土拌合物流變性能的外加劑、可調節(jié)混凝土凝結時間和硬化性能的外加劑、改善混凝土抗侵蝕作用的外加劑、強化混凝土物理力學性能的外加劑，還是使混凝土具有特殊性能的外加劑，在改善混凝土的耐久性能、工作性能的同時，對減少混凝土和水泥用量、大規(guī)模無害化處置固體廢棄物和工業(yè)尾礦等都發(fā)揮了重要作用，是水泥與混凝土行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的助推器。
一、解決工程技術難題
我國是全世界混凝土生產和消費量最大的國家，作為混凝土的重要材料，目前我國混凝土外加劑的研究與生產技術處于世界的前列，其產量約占全球的60%。近年來，隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，國家重點工程不斷出現(xiàn)。在這個過程中，混凝土外加劑的作用越來越綜合化、多樣化。港珠澳大橋橫越珠江口伶仃洋海域，是我國繼三峽工程、青藏鐵路、京滬高鐵后又一項超級工程，是橋—島—隧一體化集群工程，規(guī)模大、標準高、技術復雜。在整個大橋項目中島隧工程是控制性節(jié)點部分，連接大橋東、西人工島的沉管隧道是我國首條在外海建設的超大型海底隧道，設計使用壽命為120年。在建造過程中，江蘇蘇博特新材料股份有限公司作為沉管隧道混凝土減水劑的唯一供應商，針對減水劑與大摻量礦物摻和料之間的適應性問題，通過減水劑分子結構設計，提升減水劑在非水泥粉體顆粒表面吸附能力、優(yōu)化吸附進程、調控平穩(wěn)保坍、降低漿體粘度、增強混凝土拌合物穩(wěn)定性。蘇博特產品應用領域廣泛，在田灣核電站、陽江核電站、溪洛渡水電站、向家壩水電站、蘭新高鐵、南水北調工程、青島膠州灣隧道等一大批國家和地方重點工程也成功應用。除此之外，身為混凝土外加劑行業(yè)的龍頭企業(yè)、行業(yè)領先的新型土木工程材料供應商，近年來公司在混凝土外加劑的研發(fā)、生產和銷售，在防水與修復材料、交通工程材料等功能性產品的研發(fā)和推廣方面都取得了新突破。壘知·科之杰新材料集團有限公司為壘知集團旗下核心子集團，是混凝土外加劑產品生產與應用技術方案一體化的提供商。公司擁有聚羧酸合成、萘系合成、脂肪族合成、氨基合成、速凝劑等多種外加劑生產線，可提供100余種混凝土添加劑及相關產品。近年來，科之杰還不斷推動科技進步，致力于行業(yè)共享工廠、智慧工廠等新型模式建設，為行業(yè)創(chuàng)新和持續(xù)發(fā)展建立標桿。在重點工程建設方面，科之杰自主研發(fā)的Point—聚羧酸系高性能減水劑創(chuàng)下了多個“之最”。其中，在中國國際絲路中心大廈建設過程中，曾創(chuàng)下國內混凝土最快澆筑速度，36小時澆筑3.18萬立方米，有效解決了筏板澆筑的方量大、強度等級高、厚度大、澆筑時間短等技術難題。在建設恒豐貴陽中心過程中，創(chuàng)下混凝土最高強度等級C130的紀錄。建設舟山跨海大橋時，面對混凝土的粘性大，水泥、砂石等原材料波動的情況下，減水劑的敏感度高；箱梁表觀、強度、凝結時間的控制嚴格；降低C55箱梁一次連續(xù)澆筑700多立方米混凝土的水化熱；防止C45墩身裂縫的產生等一系列問題，科之杰再次助力，圓滿完成國內最長、最重的整孔預制箱梁的制作。
二、護航項目順利完工
創(chuàng)新是推動企業(yè)發(fā)展的源動力，在混凝土外加劑行業(yè)企業(yè)十分注重自主創(chuàng)新的技術研發(fā)、技術更新與升級換代。廣東紅墻新材料股份有限公司是我國第一家以混凝土外加劑為單一主營業(yè)務的民營上市公司。公司的技術引路人為我國混凝土學科奠基人吳中偉院士。26年來，廣東紅墻專注于混凝土外加劑的研發(fā)、生產和銷售，目前企業(yè)已成為國家高新技術企業(yè)，在我國混凝土外加劑行業(yè)里實力不容小覷。北京大興國際機場的建設難度驚嘆了全世界。在混凝土施工過程中，廣東紅墻根據(jù)當時的特殊情況，開發(fā)了抗敏感型外加劑產品，對多種特殊混凝土進行技術支持。如針對不便振搗成型的工程部位，提供了免振自密實混凝土技術服務，使施工易操作，加快混凝土的流動性，既節(jié)省了人工又加快了施工進度；他們還針對北方寒冷地區(qū)冷熱交替的情況提供了抗凍融混凝土技術服務等。江蘇奧萊特新材料股份有限公司是一家專業(yè)從事混凝土外加劑研究、開發(fā)和產業(yè)化的高新技術企業(yè)，曾獲得“江蘇省優(yōu)秀企業(yè)”等稱號。公司參與過許多國內外重點工程的建設，是我國高鐵外加劑持續(xù)領跑品牌。公司生產的聚羧酸減水劑和無堿液體速凝劑、管樁專用聚羧酸減水劑已達到國際領先水平。其中，ART-JR聚羧酸緩凝型減水劑是奧萊特自主研制開發(fā)、擁有知識產權的具有堿反應活性的羧酸類接枝共聚物混凝土外加劑，具有超強保坍功能。產品對混凝土配制材料適應性強，摻量低。特別適用于需要長時間流動性保持，高溫保坍，中低坍落度保持，預制、泵送等混凝土工程。中建西部建設新材料科技有限公司作為中建西部建設股份有限公司搭建的化學建材領域發(fā)展平臺，現(xiàn)已成為集科技研發(fā)、產業(yè)轉化、生產制造、技術服務、運營銷售于一體的化學建材專業(yè)化高科技公司。中建新材依托兩大國家級科技創(chuàng)新平臺及五個省部級科技創(chuàng)新平臺，研發(fā)出應用于預拌混凝土、預制構件、基礎設施等一系列高性能外加劑產品，以及建筑涂料、防腐涂料系列等核心產品。中建新材借助中建集團在國內建筑行業(yè)的龍頭地位，依托中建西部建設參與了全國各大城市數(shù)百個重點工程、代表性工程和特殊工程的產品應用。中建新材生產的高性能外加劑成功應用于天津117工程，并創(chuàng)下一次泵送621米的吉尼斯世界紀錄；采用中建新材高性能外加劑的LC40高強輕骨料混凝土，在武漢中心工程中創(chuàng)造一次泵送402米的世界記錄。成都蜀峰中心綠地468項目作為中國西部第一高樓，巨型柱腔體、核心筒內有大量的豎向鋼筋、肋板，鋼筋密布，無法采用振搗設備進行振搗，因此需采用C70、C60自密實混凝土進行澆筑，并且泵送管線長、樓層高泵壓大，混凝土到達布料機后需要從10米左右的串筒溜下，對混凝土的粘聚性、和易性要求高。混凝土除了滿足施工時間內流動性和流動保持能力外，混凝土的粘度和勻質性也必須維持在一個最佳狀態(tài)。中建新材根據(jù)項目結構的特殊要求，組織攻關小組，從保坍減水母液、復合型高強降粘母液、緩凝劑三個方面改善混凝土性能，達到降低單方用水量、提升混凝土出泵工作性及推遲水化峰值、降低開裂風險的目的。從公司現(xiàn)有產品中選取四種母液搭配增稠、引氣、消泡劑等小料，復配成綠地468超高層泵送專用外加劑，在綠地468超高層泵送過程中效果良好，實現(xiàn)了過程零堵管的優(yōu)異成績，得到商混站及項目方的高度認可。類似的項目還有很多。為了讓更多的人了解混凝土外加劑這個“幕后英雄”，進一步展示混凝土外加劑企業(yè)創(chuàng)新技術和產品，今年12月2日至4日中國混凝土與水泥制品協(xié)會舉辦的“2021中國混凝土展”還特別設立了“混凝土外加劑專區(qū)”，展示企業(yè)參與重大工程的案例，推薦技術與產品，與上下游企業(yè)、施工建設單位等相互交流信息，為推動我國混凝土行業(yè)的發(fā)展牽線搭橋。混凝土外加劑日益廣泛的應用促進了混凝土技術的提升，技術的發(fā)展又將推動混凝土外加劑市場的開拓。兩者相輔相成、相互依存?；炷镣饧觿╊I域的不斷創(chuàng)新將繼續(xù)護航國家重點工程，作出更大貢獻。
作者:吳躍 單位:中國建材報
