外加剂技术创新助力混凝土行业实现净零排放

  在“双碳”背景下，混凝土实现净零排放，主要是通过增加熟料替代品，减少化石燃料和增加使用替代燃料，加大对技术创新的投资，加快针对碳捕集、使用和封存的基础设施开发，提高施工全套工艺流程中混凝土的设计和使用效率，建立实现净零目标的具体政策框架等方式来实现。

  在这个过程中，混凝土外加剂发挥着怎样的作用？围绕这一话题，长期致力于高性能混凝土系列添加剂的研究开发及应用推广，在该领域取得了多项具有较高科学价值的研究成果的垒知集团常务副总裁、科之杰集团总经理麻秀星，近日接受了本报记者采访。

  麻秀星表示，近年来为了助力混凝土实现净零排放，公司在混凝土外加剂领域进行了很多创新。其中，聚羧酸减水剂在合成生产的全部过程的反应温度相比第二代减水剂——萘系要低很多，大幅度减少了碳排放。据公司生产数据统计，每生产1吨萘母液（38%含固量），能耗折合标准煤是41千克，而生产1吨常规的羧酸减水母液，能耗折合标准煤是8.4千克。去年公司对羧酸工艺进行改进后，每吨新母液能耗折合标准煤是2.5千克。科之杰的技术创新，不仅提升聚羧酸减水剂的性能、功效，对于能耗指标也持续在改进和优化。

  “这么多年公司一直在大力推进外加剂技术进步，产品从萘系、脂肪族减水剂逐渐向聚羧酸减水剂方向切换，在公司的产品营销售卖构成中，聚羧酸减水剂占比已经高达80%。”麻秀星指出，当前高耗能的萘系、脂肪族减水剂已经被节能环保的聚羧酸减水剂大量取代，有力地促进了外加剂行业本身净零排放目标的实现。而聚羧酸减水剂本身具备的高减水率，更是帮助混凝土行业大幅度降低单方水泥用量，实现减碳目标。仅2021年度，科之杰减水剂应用于超3亿立方米混凝土中，为行业节约水泥750万吨，减排二氧化碳638万吨。

  据了解，目前大宗固废累计堆存量约600亿吨，年新增堆存量近30亿吨。为实现混凝土消纳固废目标，外加剂行业近年来同样开展了大量工作。对此，麻秀星指出，混凝土利用固废再生品，如通过废弃混凝土再生骨料替代部分砂石骨料、将废弃石粉进行改性用于复合掺合料替代部分水泥，这些措施对混凝土行业减少碳排放是十分有帮助的。

  “混凝土行业利用废渣制造再生材料，离不开专用的配套外加剂来保证其性能满足要求。科之杰从始至终坚持着眼于行业的新需求，进行有明确的目的性的开发研究，为混凝土行业实现‘双碳’目标添砖加瓦。”麻秀星表示，2019年公司与厦门市环境卫生中心合作开展了《废旧玻璃陶瓷综合利用研究》项目，协助厦门市政府开展废旧玻璃陶瓷的分类回收工作。2020年公司又与贵州大学开展合作，研究解决磷石膏的利用问题，研究开发磷石膏制品和磷石膏配套专用外加剂。公司历年立项的与固废相关的课题研究多达18项，主编、参编的有关标准7项，申请的相关专利16项，在混凝土消纳固废的过程中贡献了力量。

  “当前面临的最主体问题是行业的‘内卷’过于厉害。这几年受疫情和房地产政策调整的影响，混凝土行业也大受影响，混凝土行业整体产能过剩，行业‘内卷’也直接波及外加剂行业。外加剂行业集中度相当低。这就使得行业恶性低价竞争及应收账款现象更突出。”谈到外加剂行业当前面临的问题，麻秀星认为，如果一个行业面临着无利润甚至负利润的状态，对这个行业本身的健康发展将是十分不利的。另外，混凝土行业使用的砂石、水泥等原材料的质量，由于资源日益匮乏，存在劣化的倾向，对外加剂的性能提出了更高的要求。

  “尽管面临着这些困境和挑战，作为专业的外加剂人，科之杰依然选择勇于面对。坚持科学技术创新、技术创新的理念，通过科研持续投入、创新，解决产品的技术升级换代问题，不断实现用户持续变化的需求。如加强对结构参数与应用性能关系的研究，开展多相体系吸附—分散—水化机理研究，同时创新分子结构设计与优化工艺过程，开发系列化功能化产品，通过复配技术提升及优化配伍性能。通过选用各种特殊功能单体，经自由基聚合反应，对功能基团进行修饰、保护，开发保坍、降粘、减缩、早强、低敏等功能型混凝土外加剂，以满足严酷环境、特种环境下混凝土对外加剂的技术需求。”

  而提到行业未来的发展，麻秀星则认为，一是完善行业生产技术规范，如企业应进入化工园区生产，投入更多专项资金推行环保处理、自动化生产线、智能生产系统，对原料计量、合成工艺、污废处理等生产全过程进行智能管理，生产的基本工艺清洁化，同时提高生产自动化、智能化水平。二是产业链上下游公司进行强强合作，优化资源配置，从原料生产端到产品应用端协同创新，打破国际技术壁垒，实现中国混凝土减水剂行业真正的技术“自由”。三是充分的发挥行业协会作用，通过行业协会出台必要的行业标准规范，提升行业技术水平和经营自律，在整个行业内形成积极向上、有序竞争的良好氛围。

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