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泡沫混凝土發展歷史介紹
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2020/07/22 09:43
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【摘要】：
一、泡沫混凝土的起源
原始的泡沫混凝土可以追溯到5000年前，古埃及人使用一些天然物質，使之混合后產生氣體，制作多孔材料。2000多年前，古羅馬人用石灰、砂子、礫石混合，創造了原始的混凝土。此后不久，他們就驚奇地發現，在這個原始混凝土內加入動物血液，混合攪拌后，就產生了持久的氣泡，使混凝土成為一種穩定的多孔材料。而且，他們探索出在這種多孔混凝土內加入馬毛，來解決它的收縮開裂，就像我們今天在泡沫混凝土內使用人造纖維?？梢哉f，古羅馬人創造的這種多孔材料，應是最貼近當代泡沫混凝土技術的源流。至今，動物血水解物發泡劑仍是泡沫混凝土所用動物蛋白發泡劑的一種。
真正意義的近代工業泡沫混凝土，最早的探索開始于18世紀末、19世紀初。此前的原始泡沫混凝土的特征，是沒有控制混凝土中引入空氣量的技術手段，即沒有控制材料密度的手段。瑞典極端寒冷的冬天，使他們急于找到高效保溫材料。他們在前人原始泡沫混凝土技術的基礎上，進行了泡沫混凝土的基礎性研究。1923年，歐洲人首次提出了用預制氣泡和水泥砂漿相拌合生產多孔混凝土的方法，世界上首次出現了真正近代意義上的泡沫混凝土。
二、泡沫混凝土的發展歷程
上世紀初，北歐各國及俄國，都曾積極致力于泡沫混凝土的技術開發。自此以后，泡沫混凝土開始較快地發展。上世紀三十年代初至五十年代初的二十年，是泡沫混凝土工業化技術體系形成的時期。在這一時期，正值二戰爆發，生產加氣混凝土的鋁粉供應緊張，于是歐洲各國紛紛轉向以泡沫取代鋁粉，以泡沫混凝土取代加氣混凝土，刺激了泡沫混凝土在二戰前后及戰爭期間的研發及生產，形成了其發展的第一個高潮。其應用領域以建筑保溫為主。
在這一時期，技術成就最大的是前蘇聯。應該說，前蘇聯為泡沫混凝土技術成熟并走向工業化生產，起到了關鍵性的作用。從1926年開始研發到1930年在列寧格勒（現圣彼得堡）開始工業化生產，前蘇聯只用了四年時間。這些企業生產的泡沫混凝土砌塊、墻板、飾面板、屋面板、樓板等，開始大量應用于工業與民用建筑。從1946年-1958年，前蘇聯出臺了《泡沫混凝土屋面板》1781-49、《廠房屋頂用鋼筋泡沫混凝土大型板》7741-55等一系列國家標準，是世界上最早形成泡沫混凝土制品標準體系的國家，比我國早50多年?？梢哉f，前蘇聯奠定了泡沫混凝土技術體系的基礎。他們當時建立的一整套完善的泡沫混凝土原料測定與制品檢驗方法，泡沫混凝土蒸壓技術規程，泡沫沉陷距與泌水率檢測儀（蘇聯中央工業建筑科學研究所研制）等檢測儀器，至今仍被世界各國所廣泛應用。如今我國流行的大多數發泡劑，也均為前蘇聯所發明。如A·T·巴拉諾夫和Л·M羅普費里德發明了石油磺酸鋁發泡劑，并于1950年開始用于雷特卡林泡沫混凝土廠、第聶伯彼特羅夫斯克泡沫混凝土廠等，實現了工業化應用；Л·M羅普費里德研究出水解血膠發泡劑，在五十年代初期開始工業應用；M·H·格茲列爾和Б·H·卡烏夫曼于上世紀四十年代就研究出松香皂發泡劑，至今仍是世界上應用最廣泛的發泡劑；1940年前蘇聯中央工業建筑科學研究所以植物根莖研究出植物皂素發泡劑。如今泡沫混凝土基礎技術，大多來自于前蘇聯。
自上世紀五十年代開始，泡沫混凝土技術開始從它的發源地歐洲以兩個渠道向世界各地傳播。一條渠道是前蘇聯將其技術傳播到中國及東歐的波蘭等各國，另一條渠道是德、英、瑞典、荷蘭等西歐國家將其傳播到北美及亞洲的韓國及日本等國。這一階段是泡沫混凝土技術在世界各地的傳播及發展期。在這一時期，泡沫混凝土的應用仍以建筑保溫制品為主。
1979年，美國的Yamads等人首次將泡沫混凝土在油田固井方面獲得成功，使泡沫混凝土走出了保溫的單一領域，開始向多領域發展。其后，日本將其成功用于巖土工程的回填。韓國及日本將其應用于地暖保溫層。進入新世紀之后，泡沫混凝土在吸音隔音領域，吸能吸波領域、耐火材料領域等許多新的應用方面研究活躍，并逐步形成了規范化應用?？梢哉f，自1979年至今的30年，是泡沫混凝土技術水平的提高與應用領域的高速擴展階段。目前，它的應用領域已達20多個，并由民用擴展到軍用、航空、工業應用等高端領域，為它未來的發展開辟了寬闊的道路。目前，泡沫混凝土最為發達的三個地區是：歐洲、北美、亞洲的中日韓及東南亞。在其它地區，泡沫混凝土也有一定的應用?？偟膩砜?，泡沫混凝土基本普及應用到全世界。
三、泡沫混凝土在我國的應用
上世紀五十年代的研發高潮
中國泡沫混凝土的發展并不晚，僅次于歐洲。這主要是因為前蘇聯的原因。一方面，前蘇聯在泡沫混凝土技術方面及應用方面，在上世紀50年代初均走在世界前列。另一方面，當時蘇聯援建中國的熱潮正高，為他們把泡沫混凝土先進技術及時傳播到中國提供了社會歷史條件。
泡沫混凝土幾乎和新中國同時誕生和成長。1950年，前蘇聯專家就開始向中國推廣泡沫混凝土技術。1952年，中國科學院土木建筑研究所成立了以黃蘭谷為首的泡沫混凝土試驗中心，開始了中國泡沫混凝土的正式試制。
1954年，在中國科學院土木所與其他單位合作下，由前蘇聯專家指導，在哈爾濱生產出蒸壓泡沫混凝土板，用于哈爾濱電表儀器廠屋面。這是我國首次將泡沫混凝土用于建筑保溫。
1955年-1957年，原水利電力部電力建設科學技術研究所試制成功使用溫度可達250~510℃的泡沫混凝土管殼，應用于峯峯電廠、大連電廠的高溫管道保溫上。
1956年，原紡織工業部基本建設設計院也開展了粉煤灰泡沫混凝土的試驗研究，其目的是針對當時泡沫混凝土以水泥為主，成本較高的情況，以粉煤灰取代水泥，來降低成本。在原北京市建材局，中紡部第二工程公司、水利科學研究院等配合下，他們一年多的試驗取得了成功，將泡沫混凝土成本降低了40%，并在工程中作了應用。
1952-1959年的8年間，是我國泡沫混凝土發展的第一個高潮期，形成了一定的生產規模。但可惜的是，由于隨后的中蘇關系惡化，蘇聯專家撤走，再加上緊接其后的文化大革命，致使我國泡沫混凝土從1960年-1980年，整整20年之久，很少有人問津。假若按50年代的速度發展，我國早已成為泡沫混凝土生產的強國。這實在令人惋惜。
泡沫混凝土在我國的重新崛起與快速發展
泡沫混凝土重新在我國興起，是從現澆開始興盛并發展起來的。這是與上世紀五十年代第一個高潮時期以制品為主有著根本性的不同。在1980年前后，隨著改革之風吹開國門，歐洲的泡沫混凝土現澆技術進入了我國的開放前沿廣東。由于廣東及其周邊地區夏季炎熱，對屋面保溫需求強烈，泡沫混凝土屋面現澆率先在廣東流行。當時，廣州、東莞、佛山等地，大量的屋面保溫都應用了現澆泡沫混凝土。此后，泡沫混凝土屋面保溫現澆逐漸向北推進，經福建、湖南、江西等省一路北上，如今已發展到北京、遼寧、陜西等全國各地，成為泡沫混凝土在我國的兩大應用領域之一。
繼泡沫混凝土屋面保溫現澆之后，在上世紀九十年代末期，泡沫混凝土地面保溫層現澆自韓國傳入我國，率先在靠近韓國的煙臺、威海、天津、大連、秦皇島等地成功地應用。進入新世紀之后，由于其適應了建筑節能的需求，獲得了迅猛的發展，并從2005年起進入發展高潮。如今，泡沫混凝土現澆地暖保溫層技術自東向西、向南、向北三面擴展，已發展到全國除兩廣及福建、臺灣之外的大部分省區，成為泡沫混凝土第一大應用領域。
從上世紀九十年代開始，泡沫混凝土現澆開始在我國的建筑工程回填及巖土工程回填開始應用，成為我國的第三大應用領域。
2006年以后，我國以現澆為代表的泡沫混凝土，進入了蓬勃發展的新時代。我國的泡沫混凝土裝備具有中國特色，小型化、實用化、操作簡易化的特點明顯，且價格只有歐美設備的幾十分之一，經濟實惠。這種設備不但適應了中國的國情，也適應了發展中國家的國情，因而受到發展中國家的歡迎。
目前，我國泡沫混凝土企業總數預計近1000家左右，其中，現澆企業約占60%左右，制品企業約占20%左右，設備加工企業約占10%左右，發泡劑生產企業約占10%左右。企業的地域分布，泡沫混凝土最為發達的山東、河北、河南、天津、北京、遼寧、陜西、四川為最多，約占全國企業總數的60％左右，湖北、江蘇、廣東、浙江、福建、安徽、江西、山西、內蒙、新疆諸省區次之，約占企業總數的30％左右。吉林、廣西、甘肅、寧夏、重慶、湖南、云南、貴州諸省，泡沫混凝土剛剛起步，企業數量較少，約占全國企業總數的10％左右。西藏、青海、黑龍江、海南四省區由于地處邊遠，泡沫混凝土最不發達，企業數量最少，有待以后發展。
泡沫混凝土的應用
泡沫混凝土以其良好的特性，廣泛應用于節能墻體材料中，在其他方面也獲得了應用。目前，泡沫混凝土在我國的應用主要是屋面泡沫混凝土保溫層現澆、泡沫混凝土面塊、泡沫混凝土輕質墻板、泡沫混凝土補償地基。但是，充分利用泡沫混凝土的良好特性，可以將它在建筑工程中的應用領域不斷擴大，加快工程進度，提高工程質量，具體如下：
1、 在建筑保溫中將取代泡沫塑料，成為第一大保溫材料
泡沫混凝土，價格低廉，原料易得，既可快速現澆施工，又可制成各種制品，同時它又具有防火性，隔聲性、抗震性、耐侯性，用其取代泡沫塑料，是最合適的材料。
2、 泡沫混凝土現澆墻體
建筑保溫的主要部位是外墻，建筑隔聲的主要部位是內墻。泡沫混凝土用于外墻現澆可實現自保溫，用于內墻現澆可實現自隔聲自吸音，在內墻外墻的應用均有優勢。
3、 泡沫混凝土外墻外保溫板
泡沫混凝土外墻外保溫板是指采用粘貼或干掛工藝固定于外墻面的保溫板。由于這種保溫板已在四川、甘肅、上海、浙江等地得到成功地應用，準備取代泡沫聚苯板，用于外墻外保溫薄抹灰系統，或外墻內保溫薄抹灰系統。
4、泡沫混凝土外墻自保溫墻板
這類墻板包括單側復合有飾面層或保護層的泡沫混凝土復合墻板、雙面復合有飾面層或保護層的泡沫混凝土夾芯墻板。這類墻板可實現外墻自保溫，安裝后不需另做保溫處理，且防火、耐久、隔音性優異。
5、泡沫混凝土集成化住宅
集成化住宅是世界性發展潮流，泡沫混凝土自保溫裝配集成化住宅更是一個開發熱點。如今，國內不少企業均在著力開發這種自保溫裝配住宅。
6、泡沫混凝土砌塊、陶粒砌塊及蒸壓砌塊
泡沫混凝土砌塊一直是國內各方熱衷的第一重點產品。目前，國內企業已轉向陶粒泡沫混凝土砌塊及蒸壓泡沫混凝土砌塊的研發。這兩類砌塊是發展方向。國外企業多采用蒸壓，前蘇聯在上世紀三十年代采用的是自然養護工藝，因強度低、抗凍性差、干縮大，從上世紀四十年代改為蒸壓工藝。陶粒泡沫混凝土砌塊是我國的創新，技術先進，應大力發展。
泡沫混凝土的功能目前已發現的有20多種，其大量的應用仍然在民用方面。其中，未來最具發展前景的將是它在建筑吸音隔音方面，作者預測它將會成為最具發展潛力的新型吸音材料。另外，它在耐火保溫領域、過濾領域、抗滲防水領域、輕質裝飾材料領域等都會有廣闊的應用前景。隨著泡沫混凝土的許多功能被人們發現，它作為功能材料的應用會無比引人注目。
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