混凝土的趣事

      曾经看到一则新闻在新西兰有人用纸打造了一个教堂，轰动全世界他的主设计师是日本著名的纸建筑设计大师坂茂，按照他的设计，新西兰纸板教堂可容纳700人，设计使用年限50年。之所以引起轰动，全在于他用的材料是纸，要知道自20世纪以来，全世界的建筑大部分用的是混凝土，很少用其他材料。

        而众所周知最早用混凝土是古罗马时代。古罗马人在石灰和沙子的混合物里掺合进碎石子制造出混凝土，这种混凝土也就是现代混凝土的前身。那时使用的沙子是称为“白榴火山灰”的火山土，产自意大利的玻佐里地区。之后古罗马利用这种水泥建造了大量精美的建筑。古罗马人发明混凝土后，立刻明白可以用它来奠立帝国的根基。他们可以在任何地方兴建港口，因为混凝土在水下也能凝固。他们还可以兴建沟渠和桥梁，而这些基础建设又能把混凝土运送到任何有需要的地方，不必仰赖当地的石头和黏土。因此，混凝土很适合打造帝国。不过，古罗马最宏伟的混凝土工程就在首都，也就是罗马万神殿的穹顶。它完工两千年来始终屹立不倒，至今仍是世界上最大的无钢筋混凝土圆顶建筑。但古罗马灭亡，以后这种技术也就消失了，究竟是何种原因，我们也不得而知。

      而人类对水泥的第二波热潮出现在20世纪。说来也有趣，现在所用的钢筋混凝土是由一个园艺家发明的。他叫莫尼耶，事情发生在1867年时，花盆都是陶瓦做的，非常脆弱易碎，而且造价昂贵，尤其不适合栽种在温室成长迅速的热带植物。混凝土似乎是更好的选择。它比陶土更容易制作大型花盆，又因为不需要放入窑中烧制，所以也便宜得多。但混凝土的韧度还是不够，因此莫尼耶制作的混凝土花盆还是跟陶瓦花盆一样容易龟裂。莫尼耶想到一个方法，就是在混凝土里放入钢圈。混凝土基本上是拟石材，以石头制成，外观、成分和性质也近似石头。但钢筋混凝土就不同了。它跟所有天然材料都不一样。混凝土得到钢筋的加强后，就算受到弯曲应力，也会由混凝土内的钢筋吸收，不会产生大裂缝。钢筋和混凝土合二为一，把原本用途有限的混凝土变成世界上用途最广的建材。因此，现在的很多建筑都是混凝土的杰作比如：欧洲的第一高楼碎片大厦、美国胡佛水坝、法国米约高架桥、英国格瑞夫里山立体交叉桥等。如果你的好奇当时的建筑师为什么没有想到这个事情呢？原因是这样的： 由于大部分的材料都会热胀冷缩，所以工程师在考虑这种情况时，通常会认为。水泥和钢筋差异太大，涨缩程度不同。但万万没想到。水泥和钢筋差异可以小到不记。因此没有人去尝试，所以这件事情就让给了园艺家来做。但混凝土却必须每50年保养一次原因是为了防止着时间拉长，建筑磨损、剥蚀和长年热胀冷缩，会让混凝土出现小裂痕。这些裂痕会让水分渗入，而水分一旦结冻就会膨胀，导致裂痕加深。这种磨损和侵蚀是所有石造建筑的宿命，也是山的宿命，也就是风化侵蚀的原因。

        现在的科学家为了防止这种情况的发生对混凝土进行了改进。比如：①自愈混凝土（在混凝土中加入一种名为巴氏芽孢杆菌（B.pasteurii）的细菌会分泌方解石，而方解石正是混凝土的成分之一）这些杆菌平常处于蛰伏状态，被含水硅酸钙原纤维包围。但当混凝土出现裂隙时，这些杆菌就会重获自由，遇到水便会醒来，开始寻找食物。它们吃掉混凝土里的淀粉后就会生长与繁殖，并分泌方解石。方解石是碳酸钙的一种，和混凝土键结后会形成矿物构造，把裂隙填满，使裂隙不再扩大。②透水混凝土这种混凝土非常多孔，天然细菌可以占据其中。这些细孔还能让水穿透，因此不太需要排水系统，而混凝土内的细菌还能分解油污和其他污染物，因此有净水功能。③混凝土布料，叫作水泥帆布。这种材料可以卷成一筒，只要加水就能固定成你想要的形状。虽然水泥帆布非常适合雕塑，但它最大的用途可能是救灾。只要空投几捆水泥帆布到灾区搭建临时住所，几天之内就能形成一座防雨、防风和防晒的临时城市，让救灾工作得以进行。④会自洁净的混凝土，方法是掺入二氧化钛粒子。这些粒子虽然涂抹在表面，但由于粒子极小而且透明，所以外观与一般混凝土建筑完全一样。不过，二氧化钛粒子吸收了阳光中的紫外线后，就会产生自由基离子，能够分解沾上它们的有机污垢，让污垢由风或雨水带走。罗马千禧教堂就是用这种自洁净混凝土兴建的。

        有人说这个时代是材料时代，我们身边的每一样东西都是有各种各样的材料所制成，多留心观察，你会发现每种材料的发展史都十分有趣，又或者看到一个不一样的风景。