这种资料人类用了9000多年但你却未必了解

　　什么是人类历史上最巨大的资料？恐怕非钢筋混凝土莫属。小到咱们住的居民楼，大到跨海大桥、摩天大楼、公路高铁……人类文明的每一个旮旯都充满着混凝土。

　　一堆砂子、一堆石子、几袋水泥和一桶水，拌和均匀，砌成你想要的形状，过几天就能够变得硬如岩石，无怪乎工程师们造了一个字：砼（tong2）来表明混凝土，人工石嘛！很生动形象有木有？

　　混凝土的运用要追溯到9000年前。在公元前7000年，以色列王国的加利利城就运用了简易的“混凝土”制作地板，其时的人运用煅烧的生石灰与砂子混合，在空气中缓慢硬化，最终竟然也构成了强度。后来，罗马人又在这种资料的基础上参加了天然的火山灰，制作了体现更好的“混凝土”。正是用这种朴素的天然混凝土资料，罗马人修建了庞贝的大体积剧院、澡堂和遍及城市的下水道。

　　不过，那时的人们并不清楚混凝土的原理，仅仅拿着天然的资料彼此混合，质量也不稳定。跟着古罗马帝国的衰亡，没有了庞贝火山天然的优质火山灰，这项技能也就失传了。

　　一直到1824年，英国的花匠阿斯普丁将石灰石与黏土混合煅烧，构成了咱们今世人运用的水泥的前身，但是，用它制作的混凝土在其时并没有比其它修建资料强多少，因而销路并不好。

　　在19世纪初，天然石材仍是修建资料的干流，而其时世界上最好的修建石材产自波特兰。为了翻开销路，商家动了个歪心眼：把其时的水泥起名为“波特兰水泥”，让人误认为它和波特兰石有什么关系，然后忽悠咱们来买。

　　虽然现代混凝土刚诞生的时分非常不幸，但跟着科学的前进，混凝土开端逐步发起了光。

　　1887年，法国科学家亨利发现了水泥的实在组分，接下来的几十年里，水泥水化构成强度的机理开端逐步为人所知。把握了原理，科学家们开端逐步改进水泥的烧制工艺，总结出混凝土的配比与强度规则，再按照规则，依据需求来挑选适宜的混凝土配比。

　　总算到了20世纪中叶，一个典型的修建工地现已不再是小工一筐一筐地搬砖，然后瓦工一块一块地砌好；而是工人支好模板、拌好混凝土，捆扎钢筋笼，再将混凝土一股脑地倒上去，用振捣棒之类的东西来回振捣密实，最终抹平。比较起老老实实地砌砖，实在是优越到不知道哪里去了。

　　到了20世纪后期，跟着全世界土木工程建造量的增大、高层修建的添加和劳动力本钱的上升，人们逐步发现，混凝土也没有那么“全能”了。

　　大楼施工到了30层，要把混凝土吊到100米的高空，光是这一步就要了亲命：这一斗一斗地吊上去，要多少天才干吊足一层的用量。等吊上去，混凝土早就硬了。非常困难把混凝土都吊上去，要把它平坦无缝隙地铺满一层，又要上百个工人拿振捣棒振上一个下午。照这样下去，一栋摩天大楼盖好，一代人都曩昔了。

　　跟着大楼越盖越高，对混凝土的强度要求也越来越大。要想混凝土强度高，就要少加水。但是加水少了，混凝土又拌不开。这样一来，混凝土就变得越来越不好用。这可怎么办呢？

　　答案便是运用“减水剂”。在混凝土中参加减水剂，只需一点点，就能够让混凝土变稀。它经过让水泥颗粒带上同种负电荷，彼此排挤，让水泥颗粒就像一颗颗滚珠相同彼此脱离，然后增强混凝土的活动性。

　　加了减水剂之后，最清楚明晰的优点便是能够削减混凝土的用水，让混凝土的内部结构愈加细密，不只强度大幅进步，并且孔隙少了，耐久性也变得更好了。

　　一起，它又让混凝土易于活动，便于成型，不再需求费时吃力地振捣了。以上这些都还不是最重要的。最重要的是，减水剂的引进，敞开了混凝土运送新世界的大门：泵送！

　　加了适宜份额的减水剂之后的混凝土，能够像水相同活动。这样一来，混凝土就不用再像曩昔那样一斗一斗地吊上楼，而是直接拿根钢管，一端通向楼顶，另一端通向一台强力泵车。

　　强力泵将混凝土顺着钢管泵上百米高空，楼上再也不需求上百个工人拿着振捣棒一处一处振捣了，只需有几个工人操作泵管就好。混凝土泵到了楼上，主动就会流平，工人只需适当地用振捣棒“修整“一下形状就好。几滴小小的减水剂，解放了不计其数的劳力，一起也大大加快了施工速度。

　　光有减水剂，就能制出上面说的这种高性能混凝土吗？明显，工作远没有那么简略。

　　其实，单纯的减水剂不是个稀罕东西，早在1930年代，美国人就现已发明晰混凝土减水剂并申请了专利。到1980年代，今世最常用的聚羧酸减水剂也被发明晰出来。

　　但是，在混凝土的实际运用中，问题仍是相当多。有时分，混凝土加了某种减水剂，凝聚速度特别慢，浇筑之后迟迟不凝聚，影响工程。更坏的状况是，混凝土加了减水剂可凝聚速度变快了，在泵管里爬到一半就把管堵上了。有时分混凝土泵上去之后，发现分明混合得很好的水泥浆、石子和砂子别离开了，石子沉在最底下，最上面还浮着一层水：离析了。这样的混凝土只能直接打掉报废——没错，还要用料斗一斗一斗地运到楼下去。

　　除了减水剂，混凝土中的费事事儿还多着呢。水泥和矿藏掺和料的份额和品种会影响混凝土的强度、凝聚时刻和活动性。就连咱们认为“仅仅占个当地“的砂子和石子，也有必要满意杰出的级配。假如石子的尺度稍有不对，那么即便减水剂用得再多再好，因为石子之间的阻力，混凝土也很难泵得动。

　　这些恼人的问题伴跟着混凝土技能的展开一直存在。泵送混凝土看起来酷炫，用起来费事事多着呢！

　　从21世纪开端，发达国家的建造逐步停了下来，而我国超高层修建的建造则开端了井喷式的展开。仅2016年一年，我国就建成了84栋200米以上的楼房。这样，处理高性能泵送混凝土各项“疑难杂症”的重担就落在了我国工程师们的头上。

　　泵送混凝土的质量，直接关系到超高层修建的安全。为此，各大科研院所、施工单位都参加到了这项严峻课题的攻关傍边。

　　泵送混凝土的凝聚时刻是施工的重中之重。对此，国内建材企业投入很多精力展开对混凝土外加剂的研讨。现在，新式的外加剂早已不是曩昔那种单纯的减水剂了，而是集减水、缓凝、引气等成效于一体的高效外加剂。混凝土强度需求多强、要泵多高，甚至罐车到工地要多久，都能够考虑在内，然后调整外加剂的品种和用量。

　　此外，不起眼的骨料也是研讨的要点。高性能的混凝土绝不是随意用些石子就能够的，而是大石子、中石子、小石子按份额混合，级配优秀，并与砂子的尺度无缝联接。这样能够最大极限地进步活动性、减小浆体的用量和对泵管壁的磨损。

　　除了混凝土自身，运送混凝土的泵管也大有学识。在我国尊等超高层工程的建造中，泵管上都布满各种传感器，既要丈量并监控混凝土的泵压，又要监测泵管的磨损状况、及时替换磨损严峻或许阻塞的泵管。别看混凝土脏兮兮的，每一步的背面都精细得很。

　　经过多方面的研讨与海量的工程经历，我国科研人员总算在高性能泵送混凝土范畴做出了巨大的打破。2015年7月7日上午，全球初次混凝土千米泵送实验在华南榜首楼房取得成功。这意味着，我国现已彻底把握了千米楼房建造的核心技能和要害的数据资料。

　　关于我国人来说，千米楼房的建造现已不再有技能上不可逾越的妨碍了。我国不只仅是在高度上抢先。经过千米泵送运送到位的混凝土强度达到了100兆帕，比一般摩天大楼运用的混凝土强度还高上一倍。此外，混凝土的凝聚时刻、离析程度甚至对泵管弯角处的磨损程度都得到了有用的操控。

　　好像一百年前相同，现在，比较起工程上的成功，我国的科学家们更重视的，是成功背面的机理，包含流态混凝土的流体力学规则，还有水泥浆体水化的深层次原因等。在未来，把握了愈加实质的科学原理的人类，必定能够将混凝土这个“九千岁”，玩出更多的新花样，更好地造福人类。

　　我国基建的快速展开，对混凝土技能的需求非常火急，这促进我国在高性能泵送混凝土方面取得了许多打破。从泵送混凝土的凝聚时刻到骨料配比再到运送混凝土的泵管，我国先后处理了高性能泵送混凝土的各项“疑难杂症”，千米楼房的建造现已不再有技能上不可逾越的妨碍。

　　作为世界上认知度最高的标签，我国制作（Made in China）正寻求战略晋级。「了不得的我国制作」专栏，力邀职业威望、资深玩家，出现他们眼中的我国立异之路。