泡沫混凝土发展状况与发展趋势
时间:2011-05-20 09:04来源:未知 作者:admin
闫振甲教授在中国混凝土与水泥制品协会泡沫混凝土分会上的发言稿
1.泡沫混凝土起源与国外的发展历史
1.1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。
真正意义的近代工业泡沫混凝土，最早的探索开始于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。
1.2在国外的发展
上世纪初，北欧各国及俄国，都曾积极致力于泡沫混凝土的技术开发。自此以后，泡沫混凝土开始较快地发展。上世纪三十年代初期至五十年代初期的二十年，是泡沫混凝土工业化技术体系形成的时期。在这一时期，正值二战爆发，生产加气混凝土的铝粉供应紧张，于是欧洲各国纷纷转向以泡沫取代铝粉，以泡沫混凝土取代加气混凝土，刺激了泡沫混凝土在二战前后及战争期间的研发及生产，形成了其发展的第一个高潮。其应用领域以建筑保温为主。
在这一时期，技术成就最大的是前苏联。应该说，前苏联为泡沫混凝土技术成熟并走向工业化生产，起到了关键性的作用。从1926年开始研发到1930年在列宁格勒（现圣彼得堡）开始工业化生产，前苏联只用了四年时间。从1936年起，他们在已成功生产自然养护泡沫混凝土的基础上，实现了蒸压泡沫混凝土及蒸压泡沫硅酸盐的工业化生产，建立了以彼尔伏乌拉尔斯克、别莱兹尼克等泡沫混凝土大型企业。这些企业生产的泡沫混凝土砌块、墙板、饰面板、屋面板、楼板等，开始大量应用于工业与民用建筑。从1946年~1958年，前苏联出台了《泡沫混凝土屋面板》1781-49、《厂房屋顶用钢筋泡沫混凝土大型板》7741-55等一系列国家标准，是世界上最早形成泡沫混凝土制品标准体系的国家，比我国早50多年。可以说，前苏联奠定了泡沫混凝土技术体系的基础。他们当时建立的一整套完善的泡沫混凝土原料测定与制品检验方法，泡沫混凝土蒸压技术规程，泡沫沉陷距与泌水率检测仪（苏联中央工业建筑科学研究所研制）等检测仪器，至今仍被世界各国所广泛应用。如今我国流行的大多数发泡剂，也均为前苏联所发明。如A·T·巴拉诺夫和Л·M罗普费里德发明了石油磺酸铝发泡剂，并于1950年开始用于雷特卡林泡沫混凝土厂、第聂伯彼特罗夫斯克泡沫混凝土厂等，实现了工业化应用；Л·M罗普费里德研究出水解血胶发泡剂，在五十年代初期开始工业应用；M·H·格兹列尔和Б·H·卡乌夫曼于上世纪四十年代就研究出松香皂发泡剂，至今仍是世界上应用最广泛的发泡剂；1940年前苏联中央工业建筑科学研究所以植物根茎研究出植物皂素发泡剂。如今泡沫混凝土基础技术,大多来自于前苏联。
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。
2、泡沫混凝土在我国的发展历史
2.1上世纪五十年代的研发高潮
中国泡沫混凝土的发展并不晚，仅次于欧洲。这主要是因为前苏联的原因。一方面，前苏联在泡沫混凝土技术方面及应用方面，在上世纪50年代初均走在世界前列。另一方面，当时苏联援建中国的热潮正高，为他们把泡沫混凝土先进技术及时传播到中国提供了社会历史条件。
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。
1954年，在中国科学院土木所与其他单位合作下，由前苏联专家指导，在哈尔滨生产出蒸压泡沫混凝土板，用于哈尔滨电表仪器厂屋面。这是我国首次将泡沫混凝土用于建筑保温。
1955年~1957年，原水利电力部电力建设科学技术研究所试制成功使用温度可达250~510℃的泡沫混凝土管壳，应用于峯峯电厂、大连电厂的高温管道保温上。
1956年，原纺织工业部基本建设设计院也开展了粉煤灰泡沫混凝土的试验研究，其目的是针对当时泡沫混凝土以水泥为主，成本较高的情况，以粉煤灰取代水泥，来降低成本。在原北京市建材局，中纺部第二工程公司、水利科学研究院等配合下，他们一年多的试验取得了成功，将泡沫混凝土成本降低了40%，并在工程中作了应用。
1952~1959年的8年间，是我国泡沫混凝土发展的第一个高潮期，形成了一定的生产规模。但可惜的是，由于随后的中苏关系恶化，苏联专家撤走，再加上紧接其后的文化大革命，致使我国泡沫混凝土从1960年~1980年，整整20年之久，很少有人问津。假若按50年代的速度发展，我国早已成为泡沫混凝土生产的强国。这实在令人惋惜。
2.2泡沫混凝土在我国的重新崛起与快速发展
泡沫混凝土重新在我国兴起，是从现浇开始兴盛并发展起来的。这是与上世纪五十年代第一个高潮时期以制品为主有着根本性的不同。在1980年前后，随着改革之风吹开国门，欧洲的泡沫混凝土现浇技术进入了我国的开放前沿广东。由于广东及其周边地区夏季炎热，对屋面保温需求强烈，泡沫混凝土屋面现浇率先在广东流行。从上世纪90年代初期开始，广州、东莞、佛山等地，大量的屋面保温都应用了现浇泡沫混凝土。其中最早引进泡沫混凝土屋面现浇技术并率先在南方各省应用的，是广东俊瑞企业集团。此后，泡沫混凝土屋面保温现浇逐渐向北推进，经福建、湖南、江西等省一路北上，如今已发展到北京、辽宁、陕西等全国各地，成为泡沫混凝土在我国的两大应用领域之一。2007年，中南地区建筑标准图集07ZTJ2005《泡沫混凝土屋面保温隔热建筑构造》，及四川省工程建设标准设计图集DBJT20-58《泡沫混凝土楼地面、屋面保温隔热建筑构造图》先后推出，标志着现浇屋面保温隔热层的规范化应用已经开始。
继泡沫混凝土屋面保温现浇之后，在上世纪九十年代末期，泡沫混凝土地面保温层现浇自韩国传入我国，率先在靠近韩国的烟台、威海、天津、大连、秦皇岛、吉林延边等地成功地应用。进入新世纪之后，由于其适应了建筑节能的需求，获得了迅猛的发展，并从2005年起进入发展高潮。如今，泡沫混凝土现浇地暖保温层技术自东向西、向南、向北三面扩展，已发展到全国除两广及福建、台湾之外的大部分省区，成为泡沫混凝土第一大应用领域。河北省地暖协会出台的泡沫混凝土地暖保温层地方标准，是我国第一个泡沫混凝土标准。之后，山东、辽宁也都出台了地方标准。2009年春，我国第一部泡沫混凝土现浇行业标准《地面辐射供暖工程用发泡水泥绝热层、水泥砂浆填充层技术规程》出台，将泡沫混凝土地暖地暖保温隔热层现浇应用推进到一个新的发展阶段。
从上世纪九十年代开始，泡沫混凝土现浇开始在我国的建筑工程回填及岩土工程回填开始应用，成为我国的第三大应用领域。上世纪九十年代初，煤炭科学研究总院从国外引进了泡沫混凝土工程填充技术，并成功应用于开滦煤矿特大顶板冒落崆峒的浇筑回填。其后，中国建筑材料科学研究院又将现浇泡沫混凝土应用于建筑补偿地基填充、引黄工程洞穿管回填等。2000年以后，泡沫混凝土在交通岩土工程方面开始应用。我国广东冠生土木公司从日本引进了公路岩土工程回填技术，在国内中江高速、京珠高速等一系列重大工程中成功应用。随后，这一回填技术在北京奥林匹克中心地下通道工程轻质回填成功应用，使现浇回填技术日益发展。
2006年以后，我国以现浇为代表的泡沫混凝土，进入了蓬勃发展的新时代。目前，我国的泡沫混凝土基本以现浇为主制品为辅，我国泡沫混凝土现浇蓬勃发展的主要标志有以下几点： ① 泡沫混凝土新的、高端的应用技术及应用领域大量出现。2006年以后，一年出现的新技术、新的应用领域，可以超过前几十年的总和，且一年比一年数量多。作者简单的统计，在2006年以后出现的泡沫混凝土新技术达数十项
② 国内已开始出现规模化泡沫混凝土设备生产厂家。
③ 泡沫混凝土企业快速增加，每年新增企业数量不少于百家，现浇企业在2006年已达数百家，2009年达近千家。论生产企业数量，我国已居世界第一；
④ 泡沫混凝土标准开始制定和实施，自2006年~2009年，我国在四年中推出地方标准、行业标准、国家标准10多个，还有一批标准正在制定中。目前，正在起草和筹备起草的国家或行业标准有：泡沫混凝土用泡沫剂标准、泡沫混凝土屋面保温隔热层标准、泡沫混凝土墙体现浇标准、泡沫混凝土外墙外保温板标准等，我国泡沫混凝土正告别无序发展的时代，开始逐步走向规范化生产。
⑤ 泡沫混凝土行业协会成立，标志着我国泡沫混凝土有组织发展的开始。2009年元月8日，经民政部批准，中国混凝土与水泥制品协会泡沫混凝土分会成立，成为我国泡沫混凝土行业技术进步的发动机。
3.我国泡沫混凝土发展现状
3.1总体状况
目前，我国泡沫混凝土企业总数约800多个，其中，现浇企业约400个左右，制品企业约150个左右，设备加工企业约100个左右，发泡剂生产企业约80个左右。企业的地域分布，泡沫混凝土最为发达的山东、河北、河南、天津、北京、江苏、广东、辽宁、吉林、陕西、四川为最多，约占全国企业总数的60％左右，上海、湖北、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。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90％，土木及岩土工程约占3％，油田应用约占1％，其它特种应用约占7％。从长远看，建筑保温也仍将是泡沫混凝土的主要应用领域。
3.2技术状况
从技术水平来看，我国泡沫混凝土已快速拉近了和发达国家的距离，在某些方面已超过了发达国家，居世界领先水平。总体来讲，我国泡沫混凝土的技术现状是：在一般常规应用领域特别是建筑保温领域，我国的工艺技术具世界前列，具有先进水平，但在装备技术及尖端应用领域，我国和发达国尚有很大的差距。
一般常规应用领域主要是泡沫混凝土用量最大的建筑保温、土木工程及岩土工程回填等。在这些方面，泡沫混凝土现浇具有优势，在我国发展迅速，施工量已居世界首位。现浇工艺技术在引进基础上经近几年的不断完善，已形成具有中国特色的技术体系，工艺水平已达到先进国家的水平。其中，公路回填、隧道回填、