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泡沫混凝土的起源与发展史

大约5000年前,最原始的泡沫混凝土出现在古埃及。古埃及人使用一些天然物质,使之混合后产生气体,制作多孔材料。2000多年前,古罗马人用石灰、砂子、砾石混合,创造了原始的混凝土。

此后不久,他们就惊奇地发现,在这个原始混凝土内加入动物血液,混合搅拌后,就产生了持久的气泡,使混凝土成为一种稳定的多孔材料。而且,他们探索出在这种多孔混凝土内加入马毛,来解决它的收缩开裂,就像我们今天在泡沫混凝土内使用人造纤维。

可以说,古罗马人创造的这种多孔材料,应是最贴近当代泡沫混凝土技术的源流。至今,动物血水解物发泡剂仍是泡沫混凝土所用动物蛋白发泡剂的一种。

而泡沫混凝土真正出现并被用于工业建筑还是在18世纪末19世纪初。此前的原始泡沫混凝土的特征,是没有控制混凝土中引入空气量的技术手段,即没有控制材料密度的手段。瑞典极端寒冷的冬天,使他们急于找到高效保温材料。

他们在前人原始泡沫混凝土技术的基础上,进行了泡沫混凝土的基础性研究。1923年,欧洲人首次提出了用预制气泡和水泥砂浆相拌合生产多孔混凝土的方法,世界上首次出现了真正近代意义上的泡沫混凝土。自上世纪五十年代开始,泡沫混凝土技术开始从它的发源地欧洲以两个渠道向世界各地传播。

一条渠道是前苏联将其技术传播到中国及东欧的波兰等各国,另一条渠道是德、英、瑞典、荷兰等西欧国家将其传播到北美及亚洲的韩国及日本等国。这一阶段是泡沫混凝土技术在世界各地的传播及发展期。在这一时期,泡沫混凝土的应用仍以建筑保温制品为主。

1979年,美国的yamads等人首次将泡沫混凝土在油田固井方面获得成功,使泡沫混凝土走出了保温的单一领域,开始向多领域发展。其后,日本将其成功用于岩土工程的回填。韩国及日本将其应用于地暖保温层。

进入新世纪之后,泡沫混凝土在吸音隔音领域,吸能吸波领域、耐火材料领域等许多新的应用方面研究活跃,并逐步形成了规范化应用。可以说,自1979年至今的30年,是泡沫混凝土技术水平的提高与应用领域的高速扩展阶段。目前,它的应用领域已达20多个,并由民用扩展到军用、航空、工业应用等高端领域,为它未来的发展开辟了宽阔的道路。

目前,泡沫混凝土最为发达的三个地区是:欧洲、北美、亚洲的中日韩及东南亚.在其它地区,泡沫混凝土也有一定的应用。总的来看,泡沫混凝土基本普及应用到全世界。

中国泡沫混凝土的发展并不晚,仅次于欧洲。泡沫混凝土几乎和新中国同时诞生和成长。1950年,前苏联专家就开始向中国推广泡沫混凝土技术。1952年,中国科学院土木建筑研究所成立了以黄兰谷为首的泡沫混凝土试验中心,开始了中国泡沫混凝土的正式试制。

当时,由于我国的工业蒸汽管道的热绝材料是从前苏联进口的苏维利特碳酸镁板,每吨含运输费约为当时的1400元(相当于现在的几万元),而我国正大规模建设的工业管道,保温材料需求极大,例如一台发电机组就需要260吨,造价极高。当时研发泡沫混凝土的第一个目的,就是用于工业管道及储槽的绝热材料。当年,第二机械工业部第四设计处,重工业部有色金属管理局等进行了生产,并将其成功应用在工业管道保温上。

目前,我国泡沫混凝土企业总数预计近1000家左右,其中,现浇企业约占60%左右,制品企业约占20%左右,设备加工企业约占10%左右,发泡剂生产企业约占10%左右。企业的地域分布,泡沫混凝土最为发达的郑州、河北、河南、天津、北京、辽宁、陕西、四川为最多,约占全国企业总数的60%左右,湖北、江苏、广东、浙江、福建、安徽、江西、山西、内蒙、新疆诸省区次之,约占企业总数的30%左右。吉林、广西、甘肃、宁夏、重庆、湖南、云南、贵州诸省,泡沫混凝土刚刚起步,企业数量较少,约占全国企业总数的10%左右。西藏、青海、黑龙江、海南四省区由于地处边远,泡沫混凝土最不发达,企业数量最少,有待以后发展。

我国泡沫混凝土年产量,2008年已达500万m3,2009年粗略估计应该突破600万m3。其中,泡沫混凝土地暖保温层约300万m3、屋面保温层约150万m3、地面垫层约50万m3、各类回填约20万m3、特种功能应用30万m3、制品类约50万m3。现浇约占总产量的80%以上,其它约20%。

从应用领域来看,我国泡沫混凝土的主要应用仍是建筑保温,其用量约占泡沫混凝土总产量的85%,岩土工程约占8%,油田应用约占2%,其它应用约占5%。

泡沫混凝土的快速发展是一个世界性的大趋势。十年前,泡沫混凝土大多在欧美发达国家及俄罗斯生产应用。如今,泡沫混凝土迅速扩展到全球各地的发展中国家,即使落后的非州国家也开始生产应用泡沫混凝土。在发达的欧美及日本,其用量也在迅猛增长,在韩国,泡沫混凝土几手进入了每一个家庭,成为建筑不可缺少的材料。

从古至今,泡沫混凝土伴随着人类文明的发展而不断改进。已经大大超出了保温这一个功能。隔音的环保的等等功能在房屋建筑中也得到了广泛的应用,可以说,泡沫混凝土市场之广阔,应用之广泛,是众所周知的。它已经成为了建筑行业所不能离开的材料之一。