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水泥基自流平材料在国内外的市场趋势

发布时间:2019-07-10 09:49:24点击率:

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一、水泥基自流平材料的种类与应用 

1、基本定义与组成 水泥基自流平材料通常由无机胶凝材料、有机胶凝材料、无机填料、超塑化剂、缓凝剂、早强剂、稳定剂、消泡剂、膨胀剂、颜料等组成,使用时按照规定的比例加水拌合或者将粉料与液料拌和均匀,经过机械泵或者人工施工后,无需人工摊平,振捣平整,而且靠浆体的高流平性自动流动形成平整表面。水泥基自流平材料的基本组成如表1所示。 表1 无机自流平材料(砂浆)的基本组成[1] \ 

2、水泥基自流平的种类 水泥基自流平砂浆按其在地面结构中的位置分为垫层自流平材料与面层自流平材料两大类。垫层自流平处于承受磨蚀和强度的地坪饰面层下面,主要功能是为地面饰面层铺装前期找平,为地坪面层提供一个平整的地坪基面,如它多作为地毯、PVC地板、木地板、瓷砖地面及环氧或聚氨酯地坪的铺设支撑层,或者作为旧地面、起砂地面及施工不合格地面的修补材料,目前国内多数自流平产品都是作垫层使用。面层自流平处于地坪面层,直接承受磨蚀、冲击和各种所需要的功能,相对于垫层自流平材料的性能要求要高得多,如强度、硬度、耐磨、耐腐蚀性等,同时也可以制成非常光亮的表面或者着色成所需要的颜色,目前掌握面层水泥基自流平材料核心配方及施工技术的企业基本都是外资企业。 水泥基自流平砂浆按照组成材料与拌合方式可分为为单组份干混砂浆与双组份砂浆两大类[2],单组份干粉自流平砂浆在现场直接加水拌合成浆体浇注,双组份水泥基自流平砂浆,是以水泥为基料的粉末组份与聚合物乳液水溶液按一定比例拌和成浆体浇注。 单组份产品由于包装、运输和使用方便,所以目前欧洲与国内主流的水泥基自流平砂浆都是单组份的干粉砂浆。双组份的自流平砂浆由于包装、运输和使用不方便,而且受到施工环境的限制,在国内外应用都不广泛。但它可以选用液态的超塑化剂、消泡剂及乳液,因此在某些特定场合,欧洲仍有这种双组份自流平砂浆产品。从总体考虑全世界范围内的水泥基自流平产品形式,单组份占有绝对优势,这主要与干粉状的可再分散乳胶粉与干粉状的高效减水剂、消泡剂的发展密不可分。 另外,许多水泥基自流平材料的生产企业还针对应用范围及特点对自流平砂浆进行了更细的分类,如Maxit 的产品根据使用范围可分为民用水泥基自流平,商业水泥基自流平,工业用水泥基自流平[3];Ardex 的产品根据性能特点可分为高强水泥基自流平,纤维增强水泥基自流平,高强耐磨水泥基自流平等,快速修补水泥基自流平等[4];Henkel 的产品根据其特性也分为低灰尘的水泥基自流平,用于木质基材的水泥基自流平,适合不同厚度要求的水泥基自流平,超快水泥基自流平等等[5]。 

3、水泥基自流平材料的应用 由于水泥基自流平材料有良好的流动性和稳定性,最终达到的平整度是人工无法企及的,而且施工快,劳动强度低,地面强度高,流平厚度易于控制,不易龟裂等,非常适合于大型超市,商场、停车场、仓库、宾馆、影剧院、医院、人行道、冷冻食品库、精密仪器生产车间、制药厂车间等商用或工业用地面。 由于水泥基自流平与家装用的一些地面可以实现完美的结合,克服传统方法的一弊病,因而它在家装地面工程中的应用也较大的潜力,以中国人都偏爱的木地板为例,如果采用传统的龙骨方法安装木地板,一套三室两厅的住宅,2个工人最少也需3-5天才可能完成,而采用特殊的快干水泥自流平最快只需一天就可以完成全部的木地板铺装工作;而且由于水泥基自流平采用溥层工艺,最后还可以使室内净空高增加45mm,使室内空间更开阔;由于无机水泥基自流平的耐久性、防潮及防虫性远优于木质龙骨,最终地板系统的耐久性也会得到大幅提升。在国外水泥基自流平及石膏基自流平在家装工程中已得到较普遍的应用。 聚合物改性的水泥基自流平材料不仅强度发展快,自身具有较高的力学性能及体积稳定性,而且它还可以与各种基材实现较好的粘接,因而它也可以作为一种快速修补材料,对旧的地面或破损的路面等进行快速修补。 

二、水泥基自流平材料在国外的研究与应用历史、现状与技术及市场发展趋势 

1、水泥基自流平在国外的研究与应用历史与现状 文献[6]报导,德国Ardex公司于1953年发明了自流平;1975年Ardex又发明了“早凝快干”水泥基自流平技术,即我们现在所谓的硅酸盐水泥-高铝水泥-石膏三元胶凝体系,这种体系可以实现超快速地坪安装系统,仅需1小时可以全部完成地面覆盖工程;目前,水泥基自流平的“早凝快干”技术已广泛地应用于其它领域,如修补、垫层砂浆、瓷砖粘接剂,勾缝剂,整平镘料及粉状地板胶等。 上世纪70年代左右,Maxit, Henkel 和 Uzin也开始了水泥基自流平的研发与市场开拓。作为生产地面材料已有百年历史的Maxit集团,1970年发明了用喷泵浇注的水泥基自流平材料,并于1975年取得了自流平产品的专利[3]。1969年,德国Henkel 成立了经销地板粘合剂的Thomsit vertriebsgesellschaft mbHw公司[7],从此汉高Thomsit品牌逐渐从地板粘合剂扩展到树脂基自流平,石膏基自流平以及水泥基自流平材料,并形成各种独特的地坪体系[5],到现在Henkel水泥基自流平材料在全世界也得到了市场的认可。成立于1911年的德国Uzin-utz 公司在1950年正式开始地板粘合剂与流平混合物的生产[8],并逐渐发展形成各种地坪体系及配套材料,如双组份聚氨酯自流平,石膏基自流平,水泥基自流平等[9]。目前这四家德国著名的水泥基自流平企业不仅在欧洲比较活跃,而且在全球也较知名,随中国建筑行业的快速发展与对地坪材料性能与效率要求的提高,这几家企业也先后进入中国市场,并一直占据中国水泥基自流平的高端市场,尤其是面层自流平技术仍主要掌握在这几家德国企业手中,国内大型的水泥基面层自流平项目基本上都有这几家公司的身影,如北京首都机场地下停车场28万平米的水泥基自流平主要由Maxit及Henkel两家公司完成。 在欧洲,水泥基自流平材料经过几十年的发展,产品及市场已非常成熟,产品细分也非常完善,对家装用垫层水泥基自流平产品,甚至用户可以在建材超市直接采购零售产品,并按包装说明书在家DIY施工使用,非常方便与简单。一些水泥基自流平的企业将标准的水泥基自流平砂浆的标准施工方法、流程、所需工具以及施工录相放在网站上供人参考,水泥基自流平材料已深入老百姓的生活中。作为水泥基自流平技术起源的德国,2001年就生产了1亿平米的地面砂浆[10],图1给出了德国地面砂浆的类型,统计结果表明,预拌水泥基自流平、二次摊铺水泥基自流平及干混水泥基自流平三种水泥基自流平占德国总地坪面积的12.5%,即水泥基自流平材料在德国2001年的施工面积在1250万平米左右。值得注意的是石膏基地坪材料在德国仍占有较高的比例,达到总地坪的23%左右。[10] \ 图1 2001年应用于德国的地坪砂浆 [9] 根据最新的文献[11],2007年欧洲的水泥基自流平材料在地坪行业中的应用已达到了150万吨,应用面积达1亿平方米,其中德国用量在27万吨/年左右,应用面积在2000万平米,与2001年的统计数据[12]相比,六年内增长了60%左右,即平均年增长率在8%左右。下面是欧洲几个代表性国家水泥基自流平的用量[12],其中德国水泥基自流平2007年的产量为30万吨,与文献[11]的统计数据27万吨基本相接近,但欧洲目前水泥基自流平的增长随区域不同而不同,南欧的增长在5%左右,而东欧的增长率在10%左右。 \ 图2 2007年欧洲几个代表性国家水泥基自流平材料的产量 [11] 美国的水泥基自流平技术基本源自欧洲,当Ardex 在开发出“早凝快干”体系产品仅3年以后,即1978年Ardex就将他的先进技术直接输入到美国[13],在欧洲及美洲几乎同时开拓水泥基自流平市场,直到现在此体系在美国垫层自流平市场中仍占有重要的地位。2000年Ardex收购了美国最大的地板胶厂家W.W. Henry,这使Ardex与W.W. Henry成为当时美国水泥基自流平产品的领导者。在美国,水泥基自流平的使用也越来越受到人们的重视[14],美国 著名咨询公司 Frost & sullivan 2009的市场调查结果表明,从市场与技术的发展角度考察,水泥基自流平材料是一种非常有前途的材料,在未来10大最有潜力的干混砂浆及其外加剂的市场应用中,排列第三位,排在其前列的两种产品是FSR(Fast setting render)快凝抹灰砂浆与高铝水泥基砂浆[14]。 日本在上世纪70年代研发出石膏基自流平[15],但由于石膏基材料自身存在的一些问题,如耐水差,PH低不利于钢铁件的保护,而且其使用还受很多条件限制,到1982年日本又正式研发并推出水泥基自流平产品,其主要成份是硅酸盐水泥或超快硬水泥,混合材,细骨料,保水剂,减水剂,消泡剂,膨胀剂,促硬剂,憎水剂或颜料等。经过近三十年的不断发展,日本水泥基自流平材料的市场已较成熟,而且近16年以来市场一直保持较好的增长趋势,如图3所示[16],近十多年来日本水泥基自流平材料的平均年增长速率在8%左右,2007年的用量已达25万吨,仅比德国2007年水泥基自流平材料的用量略少。目前水泥基自流平材料在日本的主要应用领域是公寓、学校、医院与其他,其各身所占的比例如图4[16]所示,住宅家装占到总量的70%,公共建筑所占的份额相对较少。 \ \ 在日本[16],水泥基自流平用于垫层的比例达到92%,装饰面层所占的比例仅占8%;按生产与供应形式分,水泥基自流平干混砂浆比例仅占30%,70%的水泥基自流平材料均是双组份产品;从强度等级上考察,70%左右的水泥基自流平的抗压强度等级在C16-C20(16MPa-20MPa)之间,20%左右的水泥基自流平强度等级在C21-C30(21MPa-30MPa)之间,不到10%的水泥基自流平产品强度在C35(35MPa)以上,这主要与其应用范围在家装室内有关,因为家装产品不需要太高的重载要求。 水泥基自流平材料的快速发展与技术更新也与可再分散乳胶粉及高效减水剂等聚合物材料的技术发展密不可分。 瓦克化学在1957年第一次成功工业生产了可再分散乳胶粉,这为单组份水泥基自流平砂浆的开发提供了可能,事实上,到1960年可再分散乳胶粉就首次被Ardex,Henkel,STO等干混砂浆企业使用,到现在水泥基自流平砂浆配方中,可再分散乳胶粉已成为一种必不可少的成份。而且随着水泥基自流平材料要求的提高,水泥基自流平材料供应商对可再分散乳胶粉性能的要求也越来越高,为此,国外一些领先的可再分散乳胶粉供应商专门针对水泥基自流平材料设计一些水泥基自流平专用的产品。如瓦克化学近几年推出的VINNAPAS® 5014 F、VINNAPAS®7016 F等F类胶粉具有减水功能,且与其它外加剂相容性非常好,即在水泥基自流平材料中采用这种可再分散乳胶粉后,就无需再添加高效减水剂了,这样一方面可以减少配方组份,也降低了配方中外加剂相容性差的风险。为了提高水泥基自流平砂浆的流动性与表面状态,瓦克化学还推出了L系列可再分散乳胶粉,如具有非常低粘度且有促流功能的VINNAPAS® 5011 L、抗离析性好且助流功能良好的VINNAPAS® 5025 L、特别适合蜜胺类减水剂且促流的VINNAPAS® 5023 L。 高效减水剂也是水泥基自流平材料必不可少的原材料之一,它是保证砂浆能自流平且保证一定强度的基础。水泥基自流平传统的高效减水剂是干酪素,它不仅可以使砂浆具备良好的流动性,而且还赋予自流平砂浆良好的处愈合性,但由于这种减水剂在使用过程中会与水泥水化产物发生化学反应而释放时对人体有害的氨气,近年这种减水剂在一些国家已禁止使用;混凝土中常用的萘系、密胺类减水剂都是甲醛缩聚物,按现在水泥基自流平的要求,也不适合使用。近十多年研发出的新一代粉状聚羧酸高效减水剂不仅减水效率高,而且还减少了对人体和环境的危害,目前已成为水泥基自流平材料首选的高效减水剂。由此可见,一方面可再分散乳胶粉与高效减水剂的发明与发展促进了水泥基自流平材料技术的进步,另一方面水泥基自流平材料的不断提高的技术要求也促进了可再分散乳胶粉与高效减水剂技术的发展与进步。 综前述,现代较成熟的水泥基自流平技术起源于上世纪七十年代的德国,并且很快在整个欧洲与美国得到了较广泛的应用与发展。虽然日本早期的水泥基自流平技术路线与欧洲的“三元体系”不同,但从上世纪80年代初进入市场后也得到较快速的发展与广泛的应用。进入新世纪以来,德国与日本的水泥基自流平的增长速率均保持较高的水平,平均年增长速率均在8%左右,而且对比2007年两国水泥基自流平的产量可以发现两国的水泥基自流平产量基本相近,德国比日本产量略多一些。在美国[14],水泥基自流平材料也被认为是未来最有发展潜力的干混砂浆应用之一。 水泥基自流平材料在欧、美、日发达国家迅速发展与持续高速增长与它施工快速、操作方便、质量稳定可靠等特点有密切关联,它正好解决了发达国家劳动力紧张、劳动力成本成本高的问题,而且也与当今世界主流提倡与强调的环保、健康、安全的理念相符。 2、水泥基自流平材料在国外的技术与市场发展趋势 对一个成功的产品或应用,技术与市场始终是紧密联系在一起的,新技术总是市场发展的动力,新技术推动了市场的发展,而在市场的推广中遇到的新问题又给技术提出新的要求,进而促进技术的不断发展与更新,并再次推动市场发展,技术与市场良好的结合与相互促进最终的结果是形成成功的品牌与良好的销售业绩。由此可见产品研发与技术革新是一个企业可持续性发展的命脉。 而在产品技术的革新和创造上,国外的水泥基自流平生产企业,尤以我们所熟知的德国几家知名品牌的水泥基自流平企业走在了行业的前端,引领着潮流。国外水泥基自流平的应用已扩展到了很多的领域,如从室内应用扩展到室外应用,从普通工业应用扩展到海洋舰船、海上外井平台应用,从最初的找平应用扩展到混凝土地面或道路的快速修复应用等。而且从装饰效果、安全环保方面考察也有创新性, 如多绚丽多彩的面层水泥基自流平系统,施工操作中的无尘配方技术等, 这些不断出现的新技术的实施为未来水泥基自流平材料市场的良好发展持续地注入了新的动力。 三、水泥基自流平材料国内的现状与发展趋势。 1、水泥基自流平在国内的研究与应用历史与现状 水泥基自流平材料在中国的研究起步相对欧洲要晚一些,但仅比日本晚几年。从我们掌握的文献考察,上世纪八十年代后期,上海建材学院陈健中[17]及武汉工业大学北京研究生院的王栋民、陈健奎[18]等又分别成功开发出石膏-水泥-粉煤灰自流平材料与水泥-膨胀剂-粉煤灰自流平材料。陈健中的自流平体系中虽然有水泥,但主要胶凝材料还是石膏,严格意义上讲其产品应归类于水泥改性石膏基自流平;王栋民等成功开发的水泥基自流平与欧洲的三元体系不同,与日本最早的水泥基自流平配方体系基本相同,即其中包括高强硅酸盐水泥、砂、UEA混凝土膨胀剂、粉煤灰、UNF-2型高效减水剂、保水缓凝剂,在实验室系统配方研究的基础上,王栋民等还在一个18平米的房间内进行了小范围的中试,浇筑厚度为15mm,浇筑2天后可以行人,28天后的抗压强度达到27MPa,半年后没有发现任何收缩开裂现象。 进入上世纪九十年代后,毕业后到中国建筑材料科学研究院的王栋民[19]对水泥-膨胀剂-粉煤灰自流平体系的水化硬化机理、水化产物及微结构及流变学特点进行了系统的实验研究,研究结果表明,UEA可以增加水泥碱度进而提高水泥水化速率,降低砂浆孔隙率及最可几孔径,优化砂浆硬化体微结构;而粉煤灰早期主要起隋性填料作用,这主要是因为早期体系中的氢氧化钙大部分转变成钙矾石,粉煤灰活性不能很好的被氢氧化钙激发,粉煤灰虽不能降低砂浆孔隙度,但可以明显降低最可几孔径,同样也可以在一定程度上优化硬化砂浆的微观结构;王栋民还[20]建立了水泥基自流平材料在自重作用下体积变形量与流变特征间的函数关系,通过系统的理论研究与实验研究,据称当时他们研发出的水泥基自流平材料整体测试性能已与同期日本、德国相关材料的测试性能相当。 上世纪九十年代初期,陈健中、罗庚望、陈冀宇等分别将国外较先进的水泥基自流平技术介绍到国内。上海建材学院的陈健中[21]通过对日本文献及专利的分析,系统介绍了日本水泥基自流平的组成与性能特点、典型配方及其对应的测试结果,以及日本的自流平基自流平施工技术。首钢建研院的罗庚望[22]在总结日本、美国及德国专利的基础上,分析比较了日本、美国与德国水泥基自流平的典型配方,日本的水泥基自流平材料中没有高铝水泥,而美国与德国水泥基自流平材料中均含有高铝水泥。四川建材科学院的陈冀宇[23]介绍了一种国外快硬自流平地面材料,其主要组成特点是在波特兰水泥、高铝水泥、石膏、氢氧化钙复合胶凝材料中掺入具有改性作用的外加剂配而成,综合了水泥基自流平与石膏基自流平各自的优点。此外陈冀宇[24]还介绍了日本新日铁化学株式会社发明的掺矿渣的改性水泥基自流平材料,它主要由高炉矿渣、水泥、石膏(无水、半水及二水石膏)与各种外加剂组成。 随着国内水泥基自流平技术研究的起步及国外水泥基自流平配方技术的引入,从九十年代中期以后,开发出水泥基自流平的科研院所及企业也越来越多。如1993年北京市建材科研所的罗庚望[25]研制了双组份水泥基自流平材料、1994年中国建筑科学研究院装修研究所孙心铁[26]研制了的单组份粉状水泥地面自流平材料、1994年底天津市建材科研所[27]研制的聚合物水泥自流平地面材料通过天津市建委的成果鉴定、河北保定建材局的苑金生[28]介绍1994年辽阳建筑设计院与朝阳二建总公司合作开发出水泥基自流平隔音仿瓷地面、1995年张传成[29]报导北京市建筑工程研究院燕塞公司研制出了单组份大流动度耐磨水泥基自流平材料、1997年周晓群[30]介绍了北京金之鼎化学建材有限责任公司研制的水泥基自流平在北京法方独资的“空中客车”新建工程及北京军区通信总站新宿舍楼翻新工程中的应用情况。 尽管国内的水泥基自流平从八十年代中期到九十年代后期,经过了十多年的研究与发展,并在一定范围内有少量的应用,但总体的市场容量仍非常低。一方面是水泥基自流平材料中关键原材料性能还不太稳定,产品质量较难保证,如混凝土膨胀剂与高效减水剂都是针对配方体系较简单的混凝土性能要求进行设计的,不一定能满足组成复杂的水泥基自流平材料的特珠要求,而且这段时间国内减水剂及膨胀剂本身的性能也在不断地技术升级,其本身性能也在变化;另一方面,由于国内的施工技术比较落后,缺乏水泥基自流平材料的标准施工工艺与机具,施工时经常忽略地坪基层处理的要求,早期施工中甚至都没有涂刷界面剂,结果是实验室测试结果都很好,小面积实验结果也不错,但在大面积实际工程应中就会出现开裂、起粉、泛碱等问题。另外由于水泥基自流平材料的成本相对于普通地坪砂浆高得多,而且当时的人工成本及人们对地面施工的效率及平整度要求都很低,这些都从技术及经济上阻碍了这种新材料的大面积市场推广与应用。 到上世纪九十年代末,“干混砂浆”的概念开始由欧洲传入到中国,欧洲的干混砂浆的生产设备商及原材料供应商及干混砂浆供应商开始将欧洲的各种干混砂浆技术、装备及产品系统地介绍到国内,国内水泥基自流平材料的配方技术、生产及施工技术开始得到了较大的提升。1998年芬兰劳特[31]干混砂浆公司的沙利业将欧洲的干混砂浆主要产品及性能特点介绍到中国,其中对欧洲不同水泥基自流平产品的最大粒径、涂层厚度、抗压强度、施工用量及应用范围进行了细致的分类论述。1999年科博尔[32]博士-瓦克化学建筑聚合物当时的大中国区业务总监-将VINNAPAS® 可再分散乳胶粉优化的水泥基自流平地坪材料系统地介绍到中国,首次将水泥基自流平材料中的关键组份-可再分散乳胶粉介绍给国内,使单组份水泥基自流平材料性能的提升成为可能。国外水泥基自流平材料的设备供应商与关键原材料供应商在国内开拓业务过程中,通过给国内一些重点客户的技术支持,将欧洲较成熟的三元体系配方系统及施工工艺带入了中国,二十世纪初,水泥基自流平的主要原材料基本均源于欧洲,除了硅酸盐水泥、砂子与重钙,几乎其它的原材料及外加剂均源于欧洲,即使是现在,外资品牌的可再分散乳胶粉、减水剂、消泡剂、纤维素醚等关键材料在水泥基自流平配方中仍占据主导地位,除了使用习惯外,进口品牌原材料的稳定性及原材料供应商的技术服务是国内水泥基自流平材料生产商最为看重的。 进入二十一世纪,房地产业与基础设施建设的大规模启动,为干混砂浆及水泥基自流平材料创造了良好的市场机会。2008年的北京奥运会更进一步推动了水泥基自流平在中国的发展,为水泥基自流平体系的发展搭就了一个广阔的舞台。在国家体育场(鸟巢),国家体育馆, 五颗松体育馆,奥林匹克公园,首都机场T3航站楼,国家会议中心,中央电视台新址等诸多北京2008年奥运会奥运场馆与奥运配套项目中,德国Maxit, Henkel, Ardex, 香港奥迪美,北京敬业达等国内外知名的水泥基自流平生产企业都参与了自流平地面施工建设。北京奥运工程及配套基础设施建设对地面工程质量的高标准要求以及对施工周期快的要求使国内水泥基自流平市场得到了快速的发展,德国领先的水泥基自流平生厂商将欧洲的成熟产品带到了国内,而且将大面积水泥基自流平的施工技术及要点也全面地引入到国内,为水泥基自流平在国内大面积工业应用积累了宝贵经验。 另外随着国内PVC地板、聚氨酯地坪、聚脲地坪等有机地坪的快速发展,也为垫层水泥基自流平创造了更大的市场发展空间,目前国内较多的水泥基垫层自流平企业都是在从事PVC地板、PVC地板胶、环氧自流平等业务后才开始认识到水泥基自流平的优点,并逐步扩大其水泥基自流平的业务。目前垫层水泥基自流平几乎占到整体水泥基自流平的85%,其中国内企业参与度相当高,但面层自流平由于配方技术及施工技术要求非常高,目前核心技术仍掌握在外资品牌的企业手中,国内重点工程的面层水泥基自流平几乎全由外资品牌企业控制。 进入二十一世纪,在欧洲水泥基自流平产品大量进入中国的同时,欧洲水泥基自流平企业及相关原材料供应商也极积将欧洲水泥基自流平的产品标准引入到国内。2003年3月Optiroc(现在的Maxit),Ardex,Henkel,Uzin,Wacker, Elotex,BASF,Lafarge(现在的Kerneos)及唐山北极熊等一些水泥基自流平的欧洲企业及相关原材料供应商就开始与北京市建筑材料科学研究院联合讨论水泥基自流平产品的行业标准制定,经过两年多的反复讨论及验证实验,到2005年4月11日终于发布了我国第一个关于水泥基自流平砂浆的行业标准《地面用水泥基自流平砂浆》[33]。考虑到标准的国际接轨与产品进出口便利,该标准基本上参照与采用了EN13813:2002《找平材料与地面找平层找平材料的性能及要求》,试验方法采用了欧洲标准中相关的标准与我国标准。最终参加标准制定的企业除了早期极积推动的外资企业外,早期发展起来的国内水泥基自流平企业也极积参与 ,如广州丰盛德高,苏州林美,北京敬业达,北京美巢等。水泥基自流平标准的及时出台为水泥基自流平产品的市场规范与推广起到了较大的作用,目前国内较大的水泥基自流平企业基本都是在有了行业标准后才开始逐步规范,发展壮大的。 据中国建材报报导[34],2007年我国水泥基自流平用量已超过15万吨/年,中国地坪协会2009年的统计表明,2009年国内水泥基自流平的用量已达到20万吨/年,即近两年来国内水泥基自流平砂浆的年平均增长率在15%。参考国内PVC地板行业的年增长30%的预期[35],水泥基垫层自流平在未来还会有较大幅度的增长。通过我们对东北局部市场的了解,东北部分区域的垫层水泥基自流平增长率高达30-50%[[36],目前西北市场的水泥基自流平也开始起步并稳定增长。对比国内外水泥基自流平砂浆用量的增长率可以发现,国内水泥基自流平的市场增长明显高于欧洲的10%与日本的8%,但目前存在的问题是国内不同区域发展不均衡,市场的渗透还不够,尤其是中西部区域,由于经济与技术相对滞后,人们对水泥基自流平的认识还存在不足。 国内水泥基自流平企业的按资本情况与规模可以分成三类,他们的市场占有率如图13。 \ 从图13可知,尽管外资目前水泥基自流平产品相对于国内产品更贵,但外资企业仍主导着水泥基自流平行业,外资产品销量占到整个市场的53%左右。即国内水泥基自流平企业虽然在近10年得到了较快的发展,但技术及市场竟争力还相对落后,尤其在大型重点工程的面层水泥基自流平市场,少数几家外资企业几乎垄断了这部分细分市场。外资企业不仅有雄厚的技术及品牌积累,而且在施工机具及施工方法方面也有比国内企业先进,多数外资企业的自流平配方仅极少数人掌握,生产中也多用母料进行控制,所以他们的技术可以一直保持领先。 多数国内企业几乎都集中在垫层水泥基自流平市场,由于普通水泥基自流平垫层配方技术的快速普及与扩散,以及垫层水泥基自流平产品要求相对也较低,低端的垫层水泥基自流平产品竞争非常激烈,市场价格也屡创新低;西北甚至有些厂家直接用无收缩灌浆料的配方进行水泥基自流平的生产,完全放弃欧洲较先进的聚合物改性三元胶凝材料体系配方又重新回到九十年代初的普硅水泥加膨胀剂的技术路线,整体配方成本已降低到非常低的水平,但同时出现质量问题的风险也显著增大。近些年来水泥基自流平砂浆在应用中出现的质量问题也越来越多,在东北市场已有一些企业因工程赔款而退出市场。 综前述,国内水泥基自流平技术最初源于日本,上世纪八十年代后期就研发出水泥基自流平产品并在小范围内进行过应用。进入上世纪九十年后,一些大专院校及研究机构在分析与吸收日本、德国及美国的水泥基自流平配方技术引的基础上,又不断地开发出不同性能特点的水泥基自流平材料,其配方系统核心仍是硅酸盐水泥、膨胀剂、高效减水剂。但由于国内膨胀剂、减水剂的性能波动及我们对自流平施工技术重要性认识的欠缺,上世纪九十年代国内研发的水泥基自流平砂浆并没能大面积推广并形成足够的市场。到上世纪九十年代末,随着欧洲水泥基自流平企业、原材料及设备供应商进入中国,欧洲较成熟的水泥基自流平三元胶凝材料体系配方技术、关键原材料及生产施工方法也逐步进入国内,国内水泥基自流平的技术得到了较快的升级。进入二十世纪后,由于北京奥运工程的大规模建设及国内PVC地板的快速增长,面层与垫层水泥基自流平在国内的应用有了快速的发展与增长,目前已形成20万吨的市场规模,而且年增长率已超过欧洲与日本[15]。虽然目前水泥基自流平地坪在国内的市场渗透还有待深入,部分企业的低价竞争也在一定程度上影响了市场的健康有序发展,但总体而言,目前的市场增长还较快,而且未来的发展前景也非常好[15]。 2、国内水泥基自流平材料的市场前景及趋势。 根据2007年的统计数据[37],随着我国经济的快速发展,全面范围内新建、改建、扩建项目逐年增多,全国年竣工项目面积约为200亿平米,如果按10年更新一次的话,每年改建项目为45亿平米,由此可以推算出每年全国新建、改建项目建筑面积共为65亿平米,其中公用建筑面积约为26亿平米。由此可见,未来规模巨大建筑量为水泥基自流平材料的发展提供了一个很大的空间,市场容量非常大。 当前水泥基自流平材料市场已进入到大发展前的整合与调整阶段。而随着设计院、甲方、监理、大型施工企业和装饰公司对水泥基自流平产品与应用技术认识的不断提高,水泥基自流平材料可能会在未来的公共建筑、工业建筑及民用建筑中取得更广泛的应用。 目前国内水泥基自流平在机场,医院、学校、办公楼、体育场馆、大型停车场、商场等公用建筑中已取得很多成功的应用案例,并得到了较广泛的认可,在未来的市场发展中,公共建筑的水泥基自流平还可能会继续保持快速的增长。如首都机杨T3航站楼及许多奥运场馆建设中水泥基自流平材料的成功应用使业主充分认识到水泥基自流平材料的优点,水泥基自流平材料在今后的机场建设及大型运动场馆建设中已成为一个首选的地面面层材料或地面找平材料。已有的成功应用经验表明,水泥基自流平材料与PVC地板是一种理想的组合,国内许多水泥基自流平企业都与PVC地板行业有直接或间接的关系。根据PVC地板行业的市场分析,目前医院几乎100%选用PVC地板,这也是水泥基自流平在医院中应用比例较高的原因之一,未来几年,医院、学校、商务办公楼、体育场馆等是PVC地板最广泛应用的领域,因而未来几年与PVC配套的水泥基自流平材料在这些领域也可能会有较大的增长。 随着环保要求和水泥基自流平产品自身的发展,水泥基自流平开始显现比环氧、硬化地面等地坪材料更适合在工业重载耐磨地面使用的优势。就工业地坪来说,随着高质量车间地坪和功能型地坪的需求量不断增大,水泥基自流平地坪材料已成为一种快速发展的工业地坪材料;在旧厂房、车间及仓库的翻新改造中,水泥基自流平材料具有寿命长、施工期短、无污染、造价不高等优点,比较容易为用户接受。 不仅如此,现在水泥基自流平材料也逐步扩展到家装市场,因其施工时间短,具有很好的平整度,很强的抗开裂性能,施工人员能很快的掌握施工工艺,在日益追求健康生活的今天,水泥基自流平材料在家装市场开始受到人们的重视,并得到了一定的应用。虽然目前水泥基自流平在家装中的应用比例还相当少,仅少数高档住宅会采用水泥基自流平材料。但由于其施工快捷方便可以节约日益上涨的人工成本;薄层施工不仅可以节约大量的材料用量而且可以提高住宅的使用空间;各种原材料的国产化及垫层水泥基自流平配方技术的发展使水泥基自流平本身的成本也降低到普通老百姓可以承受的范围,水泥基自流平材料作为家装木地板、瓷砖地板的垫层材料具有非常大的市场潜力。参考日本及欧洲的现状,水泥基自流平在中国家装市场中也有着良好的增长前景。 近年国内有研究表明,由于水泥基自流平材料的特点,它不仅可在建筑业中有较大应用,而且还可以在交通路面、桥面混凝土修补中发挥作用。在中国北方公路由于大量除冰盐的应用,道路出现破损非常普遍,采用传统的水泥混凝土修补,不仅施工速度慢,而且新旧混凝土间的粘接强度低,一般很容易再次破坏,但采用新型快硬水泥基自流平修补砂浆,不仅可以实现快速通车,而且还可以保证修补的砂浆与基材牢固的结合与相容。重庆大学陈剑雄,李文婷[38]等开发出一种可用于路面修补的水泥基自流平修补砂浆,其具有良好的工作性,不仅扩展度大而且经时损失小,凝结时间适宜,利于施工,具有微膨胀,抗裂性好,28天抗折、抗压强度与粘接强度分别达到15.2MPa、80.1MPa与7.8MPa。事实上,唐山六九水泥厂采用聚合物改性硫铝水泥成功开发出快硬水泥基自流平公路修补砂浆,并在东北公路修补取得了一定规模的应用;新疆丹娜也曾开发出快硬水泥基自流平修补砂浆,并在机场跑道修补中取得一定的应用。当前国内最大的高铁工程中也可见到水泥基自流平修补砂浆的身影,瓦克化学北京技术中心的研究人员为客户成功开发出一种超快硬早强微膨胀水泥基自流平修补材料,这种材料可以在30min内仍保持300mm以上的流动度,2小时抗折、抗压强度分别可达5.4MPa与25.4MPa,28天抗折、抗压强度分别为11.2MPa,58.8MPa,3天的与基材的拉伸粘接强度已达到2.5MPa,28天膨胀率为0.01%。 综前述,建筑业的蓬勃发展为水泥基自流平材料的应用与发展创造了巨大的空间。面层装饰水泥基自流平、PVC配套垫层水泥基自流平在运动场馆、医院、商务办公楼等公共建筑中的成功应用经验,为将来水泥基自流平材料在公共建筑中的应用与发展奠定了良好的基础;重载、耐磨面层水泥基自流平的优良的耐久性能、环保性能及经济性,使其在工业地坪应用中的比例也将越来越高;随着国内家装市场的快速发展,配合木地板、瓷砖等地面材料的水泥基垫层自流平在民用建筑中也将会有较大的增长潜力。 四、小结与展望 现代“早凝快干”水泥基自流平材料的技术起源于德国,经过三四十的发展与完善,目前的应用领域已从室内地面找平逐步发展到室外找平、修补,并在不同领域的工业地坪中也得到了十分广泛的应用。日本水泥基自流平的技术始于上世纪80年代初,其技术路线与欧洲的主流技术略有差异,经过近三十年的发展,现在的市场普及率也较高。德国与日本的水泥基自流平材料的市场容量及市场年增长率比较接近,市场容量均在25~30万吨/年,市场增长率均在8%左右。国内水泥基自流平材料技术的研究始于上世纪八十年代中后期,但直到进入二十一世纪后才开始逐渐形成一定市场,目前国内的水泥基自流平的市场容量已达到二十万吨/年,近两年的增长率在15%左右。随着发达国家水泥基自流平材料供应商的技术更新与升级,不仅水泥基自流平材料的应用范围及应用深度会有较大的发展,而且同时也开拓出一些新的市场增长点。当前中国正处于城市化,工业化快速发展的阶段,蓬勃发展的建筑业市场给水泥基自流平材料的发展创造了较大的空间,而且随着水泥基自流平材料的技术在国内成熟度与普及度的提高,国内水泥基自流平材料将会在未来公共建筑领域,工业地坪领域及家装市场中有较大的发展。 

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