（2021云南昆明混凝土外加剂年会演讲稿）

        混凝土减水剂的应用始于20世纪50年代，从第一代木质素类减水剂（木钙和木钠）到到70年代萘系高性能减水剂出现，直至21世纪聚羧酸减水剂诞生，减水剂经历了三代历史。2005年，苏州弗克技术股份有限公司（以下简称“弗克”）是中国本土最早合成生产聚羧酸减水剂的企业之一，之后聚羧酸减水剂技术在中国如雨后春笋般迅速发展，现在聚羧酸减水剂已经成为混凝土减水剂行业的主流产品。最近几年，聚羧酸减水剂在混凝土中的有效性受到了砂石材料含泥量的严重挑战。2021年，弗克又首次研发出了一种“稳态剂”的创新技术，用来解决混凝土中的含泥量问题，并将混凝土和易性明显提升了一个层次。

        中国经过几十年的大规模土建的蓬勃发展，砂石等天然原材料的开采已经过了高峰期，好品质砂石材料变得越来越匮乏，“一砂难求”的现象越发严重。合格的砂石材料矿产越来越少，天然砂成为建材行业的“奢侈品”，含泥含粉量高的劣质山砂和机制砂有着一统天下的趋势。用这种材料配制的混凝土保坍性、和易性都变得相当差，无法满足基本的混凝土质量要求。仅仅通过传统的聚羧酸减水剂和保坍型减水剂手段已经无法解决问题。

        外加剂是混凝土在砂、石、水泥和水之后的第五组份，其中减水剂是混凝土的核心技术。自从减水剂诞生以来，它一直决定了混凝土的性能指标。但是这样传统技术，在最近被打破了，原因就是砂石材料的品质明显恶化。为了降低含泥含粉量，可将砂进行清洗，称为“水洗砂”。由于环保要求，洗砂的水必须经过回用处理，水处理要用絮凝剂，如聚丙烯酰胺、聚合氯化铝等等。这样虽然砂看上去是洗干净了，但残留在水洗砂中的絮凝剂将使得混凝土工作性变差。由于含泥量高等问题造成减水剂失效，已经成为混凝土行业的普遍现象，混凝土技术遇到了前所未有的挑战。

        混凝土是基础建设的基体材料，混凝土质量关系到中国建设的百年大计，解决砂石材料差的问题迫在眉睫。弗克于2019年开始针对混凝土含泥量问题成立了课题组，专门研究“可以稳定高含泥量混凝土工作性状态的外加剂”。2021年初成功合成生产出原创产品，取名为“稳态剂”，并为这一技术申请了发明专利和企业质量标准备案。这种新型外加剂在国外研究相对比较冷门，因为他们的基础建设没有中国那么强劲，砂石原材料的开采没有中国那么快速而广泛，砂石材料的品质问题也相对没有中国那么严峻。在缺乏国际参考文献的情况下，弗克的研究是原创性的。

        从原理上讲，砂石材料中的泥、粉和絮凝剂都可以被称为“吸附性物质”，这些吸附性物质对减水剂的吸附量特别大，造成减水剂在混凝土中失效。为了达到混凝土的初始工作性，减水剂的用量必须增加，让混凝土中的吸附性物质足够吸附减水剂，然后多出来的减水剂才能对水泥浆的初始流动性起正常作用。但随着时间的变化，吸附性物质会进一步吸附减水剂，使得水泥浆中的减水剂浓度平衡被破坏，水泥浆流动度下降，混凝土失去工作性，发生坍落度损失快等现象。

        稳态剂技术是一种竞争性吸附的平衡原理设计，就是通过合成一种对吸附性物质具有更强竞争性的选择性吸附，从而有效降低吸附性物质对减水剂的吸附，防止了减水剂在体系中的失效。为了防止减水剂失效，吸附性物质的吸附能力越强，用稳态剂来平衡吸附的需求量就越大。当加入足够量的稳态剂后，减水剂就可以不被选择性吸附，也就不会因此失效。当控制了吸附性物质对减水剂的吸附量后，只要正常的减水剂掺量就能满足混凝土的工作性需求，这个量可以是比较小的。所以，使用了稳态剂后，减水剂的用量就能明显减少。这时如果不相应减少减水剂用量，混凝土就会出现减水剂的过掺现象，即坍落度过大、泌水、离析、露石、扒底等，这些都不是优质混凝土应有的和易性和均匀性表现。

        稳态剂的特点是抵抗吸附性物质对减水剂的吸附，所以它的使用需要与减水剂进行合理配伍。一般在用稳态剂的同时，要减少一定量的减水剂用量。因为稳态剂的使用可以使原来会被吸附性物质吸附的减水剂解放出来。吸附性物质的吸附性越强，可吸附减水剂量越多，这时稳态剂需要的用量就越大，之后减水剂被释放量也越大。减水剂的用量相对不加稳态剂时的用量会更加明显地减少。实际应用表明，对于吸附性很差的山砂，减水剂和稳态剂的使用质量比可以到1：7，稳态剂用量远大于减水剂。稳态剂/减水剂的使用特点是，一方面增加稳态剂用量，一方面又降低减水剂用量，这样它们总计在混凝土中的用量增加不一定多，成本也提高不大。

        稳态剂的使用，使得原来具有大吸附量的不良砂石材料变得相对正常，砂石中的含泥含粉量将成为一种无害的填料存在于混凝土中，从而解决了当前砂石材料矿产越来越稀缺、质量越来越差的问题。2021年春节以来，弗克开展了“征集最差砂活动”，在混凝土搅拌站和基础建设工程项目上，寻找质量差的砂石材料，进行稳态剂试用性研究。经过几十家搅拌站的送样和试配，确定了稳态剂的使用特点和问题混凝土的解决方案。现场应用表明，稳态剂可以解决绝大多数的砂石材料问题，稳态剂用量取决于材料差的程度，材料越差，稳态剂用量越大，效果越明显。稳态剂在混凝土中的作用不仅仅是保坍，还有其他一系列作用来提高混凝土的品质，比如稳态剂可以明显提高混凝土的和易性和均匀性，防止大坍落度混凝土的离析、泌水、露石和扒底。对C60以上高强度混凝土，稳态剂具有降低粘度的作用，有效提高了混凝土的可泵送性。稳态剂是一种稳定新拌高性能混凝土综合状态的新型外加剂，对混凝土技术提供了一个有效的手段。

        随着砂石材料问题的长期存在，稳态剂将成为混凝土的一个新型的必要组份，为保证混凝土质量将起着必不可少的重要作用。