淺談我國混凝土減水劑行業現狀及發展趨勢

摘要：本文從我國減水劑行業的產品研究方向、產品組成結構和產品價格水平三個方面介紹了目前我國減水劑行業的發展現狀，著重分析了原材料價格波動對我國減水劑價格的影響，以及我國減水劑行業的產品研究趨勢、產品結構變化趨勢和產業發展趨勢。

關鍵詞：減水劑；混凝土；發展趨勢

一、前言

從90年代開始，日本和歐洲開始使用聚羧酸系高性能減水劑，混凝土減水劑進入了迅速發展和廣泛應用時代。我國從 20世紀50年代開始對木質素磺酸鹽減水劑進行研究和應用并在2000年前后逐漸開始對高性能減水劑進行研究。我國減水劑行業雖起步較晚，但由于我國經濟和基礎建設快速發展的需要，混凝土減水劑行業在我國得到了飛快的發展，目前不管是研發水平，還是減水劑產量，我國都位居世界前列。

二、我國減水劑行業的產品現狀

在修訂的GB8076-2008中，減水劑按照減水效率主要分為普通減水劑（ 包括木質素磺酸鹽類減水劑、糖蜜類減水劑、胡敏酸鹽減水劑等，稱為第一代減水劑） 、高效減水劑（ 包括萘系減水劑、脂肪族減水劑、蒽系減水劑、洗油系減水劑、氨基磺酸鹽減水劑、密胺系減水劑等，稱為第二代減水劑） 和高性能減水劑（ 以聚羧酸系減水劑為代表，稱為第三代減水劑）三種類型。

（一）我國減水劑行業的產品研究現狀

我國從20世紀50年代開始對減水劑進行研究和應用，到目前為止，已經研究和開發出包括三代減水劑在內的一系列產品，基本滿足了我國基礎建設對減水劑的需求。但由于膠凝材料系統和混凝土各種原材料的變化，還有市場競爭和需求的推動，我國減水劑產品的研究正隨之不斷地推進和完善。目前我國減水劑的研究主要集中在物理復配改性和化學反應改性兩個方面，其中物理改性主要指通過選擇合適的緩凝劑、引氣劑等助劑改善、提高減水劑的性能水平或者將不同類型的減水劑通過科學合理復配得到復合型減水劑，如劉才林等以甲醛（F）、丙酮（A）、磺化劑（S）為主要原料，合成了脂肪族減水劑，并將自制的脂肪族減水劑與聚羧酸減水劑進行復配研究，以提高這兩類減水劑的應用潛力?；瘜W反應改性主要指通過聚合、接枝共聚、磺化、氧化、烷基化等化學反應的方法，改善或者從根本上改變和提高減水劑的性能，其最主要體現在對第三代減水劑聚羧酸系高性能減水劑的分子結構設計方面。聚羧酸系減水劑的分子結構設計是在分子主鏈上形成側鏈并在側鏈上引入強極性基團如：羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基等，使分子具有梳型結構，通過極性與非極性比例調節引氣性，一般非極性比例不超過30%；通過調節聚合物分子量增大減水性、質量穩定性；通過調節側鏈分子量，增加立體位阻作用而提高分散保持性能，其分子結構式如圖1。

如方云輝等研究了聚羧酸分子結構對混凝土性能的影響；徐雪峰通過縮合反應在聚羧酸系減水劑的分子主鏈上接枝具有降低水泥砂漿收縮性能的官能團，合成了一種具有縮減增強功能的聚羧酸系減水劑。

聚羧酸系減水劑隨著研發水平的提高、工藝的推廣和成本的降低，性價比優勢逐步顯現，應用領域正逐步從高鐵、大壩和核電站向民用領域推廣。

（二）我國減水劑行業的產品結構現狀

據中國建筑材料聯合會混凝土外加劑分會統計，2007年、2009年和2011年，我國合成混凝土減水劑產量分別為284.54 萬噸、484.68萬噸和645.36萬噸，其中高效減水劑（折成固體計算）產量分別為225.6 萬噸、324.73萬噸和387.21萬噸，聚羧酸系高性能減水劑產量分別為41.3萬噸、126.83萬噸和239.11萬噸，如圖2所示。

從圖2、圖3中可以看出，目前我國減水劑行業的產品結構仍然以第二代高效減水劑為主，其產量也表現出逐年增長的趨勢，而第二代高效減水劑中，又主要以萘系高效減水劑為主，其在2011年的產量達到302.61萬噸，占整個第二代高效減水劑的78.15%。但是從第二代高效減水劑在所有減水劑產量的結構中所占的比例來看，其占全部合成減水劑產量的比例已經由2007年的79.3%，下降到2011年的60%左右。第三代聚羧酸系高性能減水劑由于其減水率高、環保等特點突出，其產量和所占比例正逐年提高，在2011年達到37.1%。近年來，聚羧酸系減水劑的應用也從過去的重大工程重點部位的應用向一般重大工程、普通工程和住房建設等民用項目大力推廣應用。

（三）我國減水劑行業的產品價格現狀

減水劑行業屬于輕資產行業，2011年底固定資產占減水劑生產企業公司資產總額24%，減水劑成本中90%以上為原材料成本，因此原材料的價格波動對公司的盈利水平影響較大。目前我國產量排名前兩位的減水劑是萘系高效減水劑和聚羧酸系高性能減水劑，其中萘系減水劑的原材料主要是工業萘和甲醛，聚羧酸系減水劑主要合成原料為聚乙二醇單甲醚（MPEG）、烯丙基聚氧乙烯醚（APEG）或甲基烯基聚氧乙烯（聚氧丙烯醚，TPEG）等聚醚材料，是由環氧乙烷通過加成反應制得的可溶于水的線性聚合物。

工業萘是煤化工制品，最大需求來自于萘系減水劑（70%），其次是精萘和2-萘酚（各15%）。據相關數據（卓創咨詢數據）顯示，2010年工業萘主產區均價在8890元/噸，2011年工業萘主產區均價在7144元/噸，2012年工業萘主產區均價在5180元/噸，2011年年均價較2010年下滑19.64%，2012年年均價較2011年下滑27.49%，2012年工業萘主產區均價與2010年相比，下降了3710元，下降幅度達到41.73%。

雖然2012年工業萘主產區年均價格較2011年下滑27.49%，但從圖4對從2010年到2012年工業萘主產區每半個月的價格監測數據中可以看出，工業萘主產區價格從2011年10月份開始就沒有再像2011年上半年那樣出現大幅度下滑，除2012年9、、10月份的異常波動外，基本維持在一定的范圍內波動。從圖5工業萘和萘系高效減水劑的對比中可以看出，2012年萘系減水劑的價格和工業萘的價格波動基本保持一致。但從圖中可以發現2012年1月份工業萘價格和萘系減水劑的價格之間的區間相差最小，相差在500元左右，而9月份工業萘價格和萘系減水劑的價格之間的區間相差最大，相差在2000元左右，因此可以看出，原材料的價格波動將會影響萘系減水劑的價格并影響行業的盈利水平。

聚羧酸系減水劑主要合成原料是由環氧乙烷通過加成反應制得的可溶于水的線性聚合物，而環氧乙烷（EO）是乙烯衍生物中僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有機化工產品，是石油化工的重要產品，具有高化學活性，易燃、易爆，不易長途運輸，也無法進口。

從圖6可以看出，2012年國內聚羧酸系減水劑價格基本維持在一定的水平，40%含固量聚羧酸系減水劑波動范圍維持在正負400元左右，而聚羧酸系減水劑主要合成原料環氧乙烷的價格則波動較大，最高價格每噸達到13000元，最低價格每噸9980元。按每生產1噸40%濃度的聚羧酸系減水劑需要0.24噸的環氧乙烷作為原料計算，環氧乙烷每噸最高價和最低價之間的差價會導致每噸40%濃度的聚羧酸系減水劑成本約增加725元，因此會大大影響到行業的盈利水平。

通過分析我國主要減水劑原材料的價格和對應減水劑價格之間的關系可知，原材料價格是決定我國減水劑行業盈利水平的主要因素之一。

三、我國減水劑行業的發展趨勢

（一）我國減水劑行業的產品研究趨勢

我國減水劑行業未來一段時間的研究主要以聚羧酸系減水劑的研究為主。近期我國對聚羧酸系高性能減水劑的主要研究包括電荷密度分化、分子鏈長度和官能團組成等，結合我國混凝土減水劑行業的現狀，未來幾年，我國混凝土減水劑產品研究趨勢主要集中在以下幾個方面：

1.高性能和低成本化并行開發，共同發展，即把開發出可以滿足特殊工程需要、解決大體積高強度混凝土容易出現早期裂縫等問題的高性能減水劑和通過豐富聚羧酸原料大單體、改變分子結構設計等手段進一步降低產品成本共同作為我國混凝土減水劑研究開發的基本方向。

2.產品功能系列化以滿足不同混凝土工程需求，即針對混凝土工程需要的保坍、早強、抗收縮等不同的性能要求，設計突出不同功能的減水劑產品。

3.進一步解決聚羧酸系減水劑與其他品種外加劑、水泥、摻合料和不良混凝土骨料等的適應性問題。

（二）我國減水劑行業的產品結構變化趨勢

產品成本、市場需求和產品開發的成熟度等因素決定著我國減水劑行業的產品結構變化。從產品成本來看，我國減水劑行業產品的成本主要來源于原料成本、勞動力成本和運輸成本，其中原料成本是為我國減水劑行業產品結構變化的一個重要決定因素。據相關統計，截至2012年年初，國內共有環氧乙烷和乙二醇聯產裝置25套，商品環氧乙烷產能133萬噸/年。而目前，華東地區仍有多套環氧乙烷裝置在建設之中，預計其產能在2015年左右得到釋放，到時我國商品環氧乙烷產能或將超過381萬噸/年，我國聚羧酸系減水劑主要合成原料的供應和價格將進入一個相對穩定地發展時期，這將有利于聚羧酸系減水劑的進一步推廣。從市場需求和產品開發的成熟度來看，未來幾年，城市軌道交通、水利水電、核電站和高鐵客運專線等工程的建設仍保持著對聚羧酸系減水劑的旺盛需求，同時隨著聚羧酸系減水劑研發水平和產業化生產水平的不斷提高，產品逐漸成熟，其在我國減水劑行業的產品結構中所占的比例也將會進一步提升。

四、結論

1.隨著原材料產能的增加和價格波動幅度的減小，我國減水劑行業中原材料價格變化對行業盈利水平的影響將會逐步減弱。

2.聚羧酸系高性能減水劑產品是我國減水劑行業的一個主要研究開發和市場推廣產品，在我國減水劑行業產品結構中所占的比例正在逐步提高。

3.全國性、規模化、自動化和產品多樣化是我國減水劑行業的發展趨勢。

目前我國合成減水劑生產企業正從規模小、產品單一、自動化水平低、地方性企業發展階段，逐步過渡到規模大型化、產品品種系列化、全自動化、全國性企業發展階段，其中大企業年產值已經超過10億元，部分企業已經實現了全面自動化生產。展望我國減水劑行業未來的發展，全國性、規?；?、自動化和產品多樣化發展趨勢將會得到進一步加強。

參考文獻：

[1]王玲，田培，白杰，高春勇.我國混凝土減水劑的現狀及未來[J].混凝土與水泥制品，2008（10）.

[2]邵艷霞，都英欣.高效減水劑的研究進展[J].上海建材，2003（04）.

（作者單位：科之杰新材料集團有限公司）