建筑材料中最重要的“鋼筋混凝土”竟然是一個(gè)花匠發(fā)現(xiàn)的
19世紀(jì)末，巴黎的一位名叫莫尼埃的園藝師遇到了一個(gè)令他非常頭痛的問題。
由于莫尼埃的技藝精湛，在他管理的花園里，各種花朵爭奇斗艷、五彩斑斕，使得參觀的人們流連忘返，久久不愿離去。為了進(jìn)一步的發(fā)展，莫尼埃準(zhǔn)備再建造一個(gè)大的溫室。但問題是，當(dāng)時(shí)用來盛放花朵的盆子都是陶制的，稍微一碰撞就破裂了，導(dǎo)致莫尼埃花園里的花朵經(jīng)常受到損壞。能不能使用一種不易被破壞的材料制造花盆呢？這個(gè)問題一直困擾著莫尼埃。他想到了用當(dāng)時(shí)非常流行的一種建筑材料——混凝土來制造花盆。混凝土比陶土更容易制作大型花盆，又因?yàn)椴恍枰湃敫G中燒制，所以價(jià)格上便宜很多。但混凝土的韌度不夠，混凝土花盆容易龜裂。到底怎么辦呢？
水泥花盆
一天，他在移植花朵時(shí)無意中打碎了花盆，但花盆中的泥土卻還是完整的一團(tuán)。莫尼埃仔細(xì)觀察了泥土，發(fā)現(xiàn)花木四通八達(dá)的根莖將泥土牢牢地“栓”在了一起。他深受啟發(fā)，如果泥土能被花木的根莖拴住，那么在混凝土花盆里放入鋼圈，是不是也可以使混凝土被鋼圈牢牢固定住呢？他決定動(dòng)手做一個(gè)試試看。莫尼埃怎么也不會(huì)想到，他的一個(gè)小小的念頭竟然對(duì)建筑行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)而重要的影響，至此鋼筋混凝土?xí)r代來臨了。
很多建筑學(xué)家、材料學(xué)家都認(rèn)為水泥和鋼材的鍵結(jié)很強(qiáng)，鋼材應(yīng)該完全不和混凝土混合的。所以從來沒有人會(huì)想到將這兩種東西放在一起。而莫尼埃對(duì)此一無所知，他純粹是出于好奇和想象。但就是這么一點(diǎn)點(diǎn)的變化，卻將原本用途有限的混凝土變成了世界上用途最廣泛的建材。
混凝土其實(shí)是水泥、沙子和石子組成的混合物。水泥我們都知道它是一種重要的建筑材料。普通水泥是灰白粉末，只要加水，水泥就會(huì)迅速把水吸收，然后產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)變成凝膠。由于化學(xué)反應(yīng)不斷進(jìn)行，生成的凝膠狀物質(zhì)就像手一樣不斷伸長、不斷延伸。這些“手”不但會(huì)彼此交錯(cuò)，還會(huì)抓住沙子與石塊，這樣水泥就變成了混凝土。
據(jù)說混凝土是羅馬人先發(fā)現(xiàn)的。那不勒斯附近有一個(gè)叫波佐利的地方曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過古代混凝土的生產(chǎn)遺址。波佐利附近有很多火山，據(jù)有關(guān)人士推測，火山口噴發(fā)出來的過熱硅酸鹽，就是一種天然的水泥。古羅馬人可能在無意中發(fā)現(xiàn)了這種火山巖粉末加入了水和石頭后所能產(chǎn)生的神奇變化，他們就成為人類歷史上第一個(gè)擁有混凝土這個(gè)獨(dú)一無二建材的民族。
那不勒斯的波佐利
古羅馬人發(fā)明了混凝土之后，用它建造了大量宏偉的建筑物。他們可以在任何地方興建港口和橋梁，因?yàn)榛炷猎谒乱材苣?。其中，最值得羅馬人驕傲的混凝土工程就是萬神殿的穹頂。這個(gè)建筑建設(shè)于公元120——124年，它完工兩千多年來一直屹立不倒，至今仍是世界上最大的無鋼筋混凝土圓頂建筑。但詭異的是，當(dāng)羅馬帝國衰亡后，混凝土工藝也隨之消失了，之后的一千多年間都不曾再出現(xiàn)過混凝土建筑，這種情況的原因至今仍是一個(gè)謎。
萬神殿穹頂
混凝土還有一個(gè)致命的缺陷，當(dāng)混凝土材料受到拉扯時(shí)無法借助流動(dòng)來抵消，只要有一處損壞就會(huì)破壞整體，使得材料斷開或碎裂，這就大大限制了混凝土的應(yīng)用范圍。但莫尼埃創(chuàng)造性地將混凝土與鋼材混合到一起時(shí)，這個(gè)缺陷神奇地消失了。混凝土得到鋼筋的加強(qiáng)后，就算收到彎曲應(yīng)力，也會(huì)由混凝土內(nèi)的鋼筋吸收，不會(huì)產(chǎn)生大的裂縫。
鋼和混凝土這兩種看似截然不同的材料竟然有著幾乎完全相同的膨脹系數(shù)，這不能不說是一個(gè)奇跡。
編輯：曾家明
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