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建筑材料中最重要的“钢筋混凝土”竟然是一个花匠发现的

19世纪末,巴黎的一位名叫莫尼埃的园艺师遇到了一个令他非常头痛的问题。

由于莫尼埃的技艺精湛,在他管理的花园里,各种花朵争奇斗艳、五彩斑斓,使得参观的人们流连忘返,久久不愿离去。为了进一步的发展,莫尼埃准备再建造一个大的温室。但问题是,当时用来盛放花朵的盆子都是陶制的,稍微一碰撞就破裂了,导致莫尼埃花园里的花朵经常受到损坏。能不能使用一种不易被破坏的材料制造花盆呢?这个问题一直困扰着莫尼埃。他想到了用当时非常流行的一种建筑材料——混凝土来制造花盆。混凝土比陶土更容易制作大型花盆,又因为不需要放入窑中烧制,所以价格上便宜很多。但混凝土的韧度不够,混凝土花盆容易龟裂。到底怎么办呢?

一天,他在移植花朵时无意中打碎了花盆,但花盆中的泥土却还是完整的一团。莫尼埃仔细观察了泥土,发现花木四通八达的根茎将泥土牢牢地“栓”在了一起。他深受启发,如果泥土能被花木的根茎拴住,那么在混凝土花盆里放入钢圈,是不是也可以使混凝土被钢圈牢牢固定住呢?他决定动手做一个试试看。莫尼埃怎么也不会想到,他的一个小小的念头竟然对建筑行业产生了深远而重要的影响,至此钢筋混凝土时代来临了。

很多建筑学家、材料学家都认为水泥和钢材的键结很强,钢材应该完全不和混凝土混合的。所以从来没有人会想到将这两种东西放在一起。而莫尼埃对此一无所知,他纯粹是出于好奇和想象。但就是这么一点点的变化,却将原本用途有限的混凝土变成了世界上用途最广泛的建材。

混凝土其实是水泥、沙子和石子组成的混合物。水泥我们都知道它是一种重要的建筑材料。普通水泥是灰白粉末,只要加水,水泥就会迅速把水吸收,然后产生一系列的化学反应变成凝胶。由于化学反应不断进行,生成的凝胶状物质就像手一样不断伸长、不断延伸。这些“手”不但会彼此交错,还会抓住沙子与石块,这样水泥就变成了混凝土。

据说混凝土是罗马人先发现的。那不勒斯附近有一个叫波佐利的地方曾经发现过古代混凝土的生产遗址。波佐利附近有很多火山,据有关人士推测,火山口喷发出来的过热硅酸盐,就是一种天然的水泥。古罗马人可能在无意中发现了这种火山岩粉末加入了水和石头后所能产生的神奇变化,他们就成为人类历史上第一个拥有混凝土这个独一无二建材的民族。

古罗马人发明了混凝土之后,用它建造了大量宏伟的建筑物。他们可以在任何地方兴建港口和桥梁,因为混凝土在水下也能凝固。其中,最值得罗马人骄傲的混凝土工程就是万神殿的穹顶。这个建筑建设于公元120——124年,它完工两千多年来一直屹立不倒,至今仍是世界上最大的无钢筋混凝土圆顶建筑。但诡异的是,当罗马帝国衰亡后,混凝土工艺也随之消失了,之后的一千多年间都不曾再出现过混凝土建筑,这种情况的原因至今仍是一个谜。

混凝土还有一个致命的缺陷,当混凝土材料受到拉扯时无法借助流动来抵消,只要有一处损坏就会破坏整体,使得材料断开或碎裂,这就大大限制了混凝土的应用范围。但莫尼埃创造性地将混凝土与钢材混合到一起时,这个缺陷神奇地消失了。混凝土得到钢筋的加强后,就算收到弯曲应力,也会由混凝土内的钢筋吸收,不会产生大的裂缝。

钢和混凝土这两种看似截然不同的材料竟然有着几乎完全相同的膨胀系数,这不能不说是一个奇迹。

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