中國建筑科學研究院　龔洛書

提要：本文回顧了20世紀50年代以來，我國輕集料工業的發展；科研和標準化工作所取得的成果；應用技術的發展以及存在的主要問題。對21世紀發展的目標，發展的條件和機遇提出自己的看法，同時，展望了我國輕集料混凝土技術輝煌的發展前景。
　　關鍵詞：輕集料混凝土　　人造輕集料　　綠色輕集料　　新性能輕集料

　　我國的輕集料混凝土技術經歷了半個多世紀的發展，取得了可喜的成績，也存在不少令人焦慮的問題。在這新世紀剛來臨之際，回顧過去，展望未來，將使我們更加振奮精神去迎接新的世紀。

　　1. 20 世紀回顧

　　1.1 從無到有，建立了自己了輕集料技術發展體系
　　輕集料品種繁多，原材料來源復雜。各國根據自己的特點，都有自己發展輕集料技術的一套辦法。我國各種輕集料的資源非常豐富，天然輕集料、工業廢料輕集料和人造輕集料的原材料比比皆是。受資金和技術等條件的限制，在20世紀80年代前我們著重于天然和工業廢料輕集料的開發和應用，當然也十分重視人造輕集料生產技術的研究。
　　由于天然和工業廢料輕集料性能有一定局限性，且隨著輕集料在工程中應用水平的日益提高，經過長期研究和摸索，至今我國已基本形成一個以地方資源(頁巖和粘土)及某些工業廢料(粉煤灰)為主要原材料，以回轉窯為主要生產設備的人造輕集料的生產體系，為今后輕集料生產與應用技術的大發展奠定了良好基礎。
　　1.2 生產和應用技術發展到一定水平
　　輕集料及其混凝土的生產與應用技術在上世紀50年代前一無所有。雖然，從50年代中期開始，對輕集料混凝土的研究與應用已逐步展開，人造輕集料的研制及其在保溫絕熱墻體中的應用已受到重視。但生產和應用水平都是很低的。到70年代末，80年代初，人造輕集料的年產量長期徘徊在40萬方立米左右；最高強度標號為300#的輕集料混凝土在工程上應用還很少。
　　但隨著我國國民經濟和科研工作的深入發展，至90年末人造輕集料的年產量已迅速發展到300多萬立方米，且在應用水平上也有顯著提高。以應用量達80%以上的輕集料混凝土小砌塊墻體來說，由于超輕陶粒的普遍推廣，其保溫性能都大大優于80年代以前的水平。雖然，這個時期結構輕集料混凝土的生產與應用，在總量比例方面看是下降了，但其應用水平卻大大提高了。CL30-CL40的高強輕集料混凝土已在高層、大跨的土木工程中較多的應用了。現在CL50以上的高強、高性能輕集料混凝土的研究開發已經起動。
　　1.3 在大量科研基礎上，標準化體系已基本建立
　　與普通混凝土不同，輕集料的多孔性給其混凝土及結構的技術性能帶來諸多的特殊性。從上世紀70年代末開始，在國家有關部、委的積極支持下，對我國各地區的各種輕集料及其混凝土的各種技術性能和構性的基本性能進行全面系統的試驗研究，同時，對60年代以來，我國輕集料混凝土在工業與民用建筑、橋梁等工程中的應用，重點進行了調查研究，并在此基礎上編制了相應的技術標準和規程、規范。
　　到80年代末已初步形成了從原材料到混凝土材料及結構設計、施工所必要的標準化體系。其中，有的已在90年代又進行了修編，使之更為完善。
　　近年琰，尚缺的輕集料混凝土在橋梁中的應用技術規程，也在各有關單位的大力支持下，正在加緊編制。

　　2、主要問題和差距

　　2.1 輕集料產量仍然很低
　　據資料介紹，上世紀70年代，一些發達國家輕集料生產與應用正處于顛峰期。美國年產量曾達2300萬立方米，80年代末原蘇聯則迅速發展到5000多萬立方米，其中人造輕集料約占85%。到90年代末，美、蘇和歐州一些國家，由于能源、環保及工程建筑飽和等因素的影響，輕集料的產量基本上不增長，有的則大幅下降。例如，蘇聯解體，經濟大幅度下滑，很多輕集料生產廠紛紛關閉。目前，除俄羅斯及獨聯體各國的年產量尚無據可查外，據介紹，日本國產僅約100萬立方米，英國年用量約為250萬立方米，美國從1993-1998年的年產量則約為500-550萬立方米。
　　雖然，我國人造輕集料的生產早已擺脫低產量、長期徘徊的陰影，目前正處在上升發展時期。但作炎一個擁有13億人口且國民經濟建設正在迅速發展的大國來說，年產300萬立方米的輕集料確是太少了。很多地區早已發現，很多工程建設需要輕質高強的人造輕集料，由于找不到生產廠家，或由于有的廠家不能連續大量供貨，需要從外地(或國外)購入，增加造價，或由于質量不能滿足使用要求，而無法采用。
　　顯然，這個問題已經成了當前影響輕集料混凝土應用技術迅速發展的主要障礙。
　　2.2 工藝設備落后
　　在人造輕集料生產工藝和設備的研制方面，雖然早已解決了超輕陶粒和高強陶粒的生產和質量問題，但與國外相比，在工藝和設備方面差距卻是較大的。我們的陶粒廠不僅生產規模小，產量低，而且能耗大，污染嚴重，設備簡陋。早在上世紀70年代，國外的人造輕集料生產廠已向大型化方向發展。現在一些年產50-100萬立方米的陶粒廠已屢見不鮮，而我們年產5萬立方米以上的陶粒廠在全部陶粒廠中僅占10%左右。
　　對90年代以前引進的一些新的生產工藝，如窯內成球工藝，未能及時跟蹤研究，消化吸收，為我所用。對致使這種既節能，成本也較低的新工藝，至今未能在我國開花結果。
　　對90年代以來的一些新工藝，包括無膠結料的全粉煤灰輕集料，不吸水或吸水很少的高性能輕集料，以及人造輕集料生產的大型化和全自動化等的研究，都還未能引起普遍關注，真正列入我們的議事日程。
　　另外，對諸如節約能源的非煅燒粉煤灰輕集料的生產與應用的研究，在我國起步并不晚，但因存在一些問題，未能繼續深入研究，而幾乎束之高閣，至今沒有突破性的新進展。
　　2.3 新技術研究進展緩慢
　　假如說，我們承認陶粒生產工藝與設備方面與國外存在著較大差距；那么，更應該承認，在輕集料新品種，新技術有研究與應用方面差距更大了。
　　長期以來，我國的輕集料混凝土主要在一般工業與民用房屋建筑中應用，且較多是用在小砌塊和條板的墻體中。在高層建筑和大跨度的橋梁中應用則很少。
　　雖然，現在，也能配制出抗壓強度達70Mpa的結構輕集料混凝土，但在工程中實際只用到CL40。在橋梁工程中的應用近幾年雖有所突破，最大跨度僅達35m。全用輕集料混凝土的工程(包括橋梁、橋面板、承臺、橋墩、基礎)和在舊橋改造中(修復、加固、加寬等)應用仍然很少。在采油平臺，水上漂浮物，船塢等特殊工程中應用更未見有所突破。
　　高強輕集料新品種、高性能輕集料的研制和應用進展緩慢。在工程施工中，混凝土的澆灌技術，大量仍采用常規的方法，泵送混凝土技術應用很少，尚未能適應現代化施工的要求。

　　3、新世紀展望

　　3.1 總的目標
　　毫無疑義，必須考慮的一個重要問題，是我們不能再像以前那樣，關起門來，考慮我們自己的事了。和其它行業一樣，在加WTO以后，我們建筑業市場將更加開放，輕集料行業也將面臨著與國外同行在各方面的競爭。
　　因此，我們應該在已經取得成就的基礎上，充分發揮我們的優勢，保持或超過以前每年平均增長20%的發展速度，爭取在21世紀，用10-15年時間，使我國輕集料及輕集料混凝土技術趕上或超過發達國家曾達到最高發展水平。
　　3.2 機遇和條件
　　我國的工程建設持續發展和加入WTO是前所未有的機遇。我們要很好把握這個時機，可能給我國的輕集料工業帶來比以前更高的發展速度。
　　這個機遇給我們帶來至少如下三個有利條件：
　　⑴資金條件―資金是事業發展的重要條件之一。以前我們的發展只能靠國家投資一條路子，現在路子更多了。國內一些有遠見的企業家已經看準了這塊尚未被人完全認識和開發的處女地――輕集料市場，有的已開始行動。國外有一些企業家也正躍躍欲試，談合作、談投資、談技術轉讓、談建廠的越來越多。可預見，不久的將來，投資的熱潮是會到來的。
　　⑵技術條件―如前所述，經過半個世紀的努力，我們取得的成績和經驗，已為我們今后的大發展奠定了良好基礎。加入WTO后，國外輕集料生產與應用的一些新技術，也會直接進入我國的市場，這對我國輕集料技術的發展將有更大的促進。這幾年，美國林-楊公司的介入已經可以充分說明這個問題。
　　⑶市場條件―國內外大量的工程實踐已經證明，輕集料混凝土是一種比普通混凝土具有更優越性能和更高經濟價值的一種新型建筑材料。但由于種種原因特別是人的保守思想，嚴重阻礙著它的應用市場的發展。加入WTO后，國外輕集畔混凝土技術的應用于經驗對擴大我國這方面的市場，必將有更大的促進。更大的撞開這個市場的大門，我國輕集料工業一定會有更大的發展。
　　3.3 可能的發展途徑
　　這種新的機遇和發展條件下，面對我國蓬勃發展的工程建設，20世紀70年代出現在發達國家的輕集料混凝土技術大發展問題，在進入21世紀的初期必將在我國出現。基于這個看法，我們預計：
　　⑴輕集料品種的結構組成將有較大變化。
　　?天然輕集料產量將大幅度降低；
　　?以粉煤灰、尾礦粉和河川污泥為主要原料的綠色輕集料將大量推廣應用；
　　?高強度比、低吸水率的高性能輕集料將完成研究開發到應用的全過程；
　　?綠色超輕陶粒將成為生產量最大的人造輕集料；
　　?綠色破啐型高強度高性能陶粒將投入生產；
　　?非煅燒粉煤灰輕集料將成為輕集料族的正式成員；
　　?15-20年后，我國人造輕集料的年產量將達5000萬立方米以上，居世界首位；
　　?人造輕集料的成本將大幅度降低。
　　⑵輕集料生產工藝設備有新的發展
　　?原材料的微米磨細技術和無膠結料陶粒成球技術得到推廣應用；
　　?破碎型陶粒的破碎新技術得到廣泛應用；
　　?利用化學工業廢料加工成的節能燃料將成功開發、應用；
　　?單機年產量為10-20萬立方米的多功能陶粒生產設備將重點發展；
　　?陶粒生產設備向自動化、無污染的方向發展取得顯著成績。
　　⑶輕集料混凝土及其應用技術迅速發展
　　?一般強度等級的結構輕集料混凝土將高性能化；
　　?CL40以上的高強性能陶粒混凝土廣泛應用；
　　?結構輕集料混凝土泵送施工將普及；
　　? 綠色超輕陶粒混凝土小砌塊和輕質條板在墻改材料將占主導地位；
　　?結構輕集料混凝土在多、高層房屋建筑(含鋼結構)的樓板、墻體工程中較多應用；
　　?高強、高性能輕集料混凝土在橋梁工程(含立交橋、高架橋)中更多地應用；特別是在舊橋的改造、修補、加固和擴建中應用將更為廣泛；
　　?高性能陶粒混凝土在采油平臺、水上漂浮物、船塢等特殊工程中已較多應用。
　　⑷輕集料混凝土技術的科研、設計及標準化工作進一步深化
　　?大專院校成了輕集料及其混凝土技術科學研究的主導力量；
　　?輕集料，及其混凝土技術的標準及規程、規范配套齊全，幾經修訂，已更為完善；
　　?輕集料混凝土房屋和橋梁結構的設計已電腦化。