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陶粒的誕生及初期發展

人類使用天然輕質骨材的最早歷史可追朔到西元前3,000年,由美索不達米亞文明的閃族人在中東地區兩河流域興建的巴比倫城,可是一直到十九世紀,輕質骨材的應用仍未有多大進展。直到1824年波特蘭水泥問世,促使混凝土成為現代建築材料的主流之後,輕質骨材的用途才逐漸獲得重視,並開始發展。


十九世紀末,一位與父親同住在密蘇里州堪薩斯市的愛爾蘭裔美國人史蒂芬海德(Stephen J. Hayde),在他父親所經營的紅磚廠內的不良品棄置堆中,偶然發現被過燒而膨脹的廢棄磚塊,加以破碎後可充當混凝土的骨材使用,竟然可以拌製成具有相當強度的輕質混凝土。人造輕質骨材正式誕生,輕質骨材混凝土也因此問世,也使Hayde贏得了輕質混凝土工業之父的美譽,他也成為著名的紅磚生產業者及建築承包商。


為了獲得造成黏土粒球膨脹的正確焙燒溫度與時間,Hayde從1897年開始即利用燒磚用的倒焰蜂巢窯(down-draft beehive kilns)進行了許多燒製試驗。直到1908年,Hayde終於率先利用膨脹黏土在高溫下成功的燒製成人造輕質骨材。


1913年, Hayde改用旋轉窯(rotary kiln)燒製頁岩輕質骨材成功。證明旋轉窯可用來大量生產黏土、頁岩及板岩輕質骨材,其品質優良且具經濟效益。


1914年7月3日,Hayde提出發明專利申請(Process of Making Brick and Similar Articles)。


1918年2月12日,Hayde正式取得利用旋轉窯產製人工輕質骨材的最早技術專利(U.S. Patent No. 1,255,878 Process of Making Brick and Similar Articles),此專利的範圍涵蓋泥質物質(argillaceous material),但特別指出並非所有泥質物質都適合燒製輕質骨材,而且物料必須加熱至1220 °C (2228 °F)大約2小時才能燒成。其產品被命名為海德石(Haydite)。


1919年,Hayde在密蘇里州堪薩斯市興建工廠,開始大量生產海德石,應用在造船、建築、土木、冶金、化工、石油等領域。


第一次世界大戰期間,美國聯邦政府為因應後勤運輸的需要,共建造了14艘輕質骨材混凝土運輸船,其第一艘輕質骨材混凝土運輸船(Atlantus)在1918年12月5日下水。第二艘為排水量達7500噸的陶粒混凝土運油船Selma號在1919年6月28日下水,可惜此船在1922年部分船體沉沒在德州的Galveston海灣中。


1928年,美國首度將Haydite應用於大型建築結構物,興建在密蘇里州堪薩斯市的西南貝爾電話公司大樓(Southwestern Bell Telephone Company)因改用輕質骨材混凝土,使建築物總重量減少9百萬磅(4,082公噸)而可增蓋6層樓。

 

第二次世界大戰期間(1940年〜1947年),美國又建造了超過104艘輕質骨材混凝土船,載貨量介於3,200〜140,250公噸,其中24艘是屬於大型遠洋船,80艘是巨大的遠洋駁船。貨物總容量約488,000公噸。


目前世界上生產人造輕質骨材的主要國家及其著名的產品品牌有:美國的Haydite、Solite、Norlite、Stalite、Utelite;俄羅斯的Keramzite;英國的Lytag、Optiroc;德國的Liapor、Berwilit;荷蘭的Korlin、Hollith、Aardelite;挪威的Leca;比利時的Argex;日本的Mesalite、Asa-nolite等。