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1700545521 不过,这个方法还是非常天才的。这种机械化的建筑方法让混凝土成为极现代的建材,可以通过浇注和浇灌,迅速盖起庞大的建筑。过去的巨型建筑都需要几十年才能盖完,例如欧洲的石造教堂或中国的万里长城,而欧洲第一高楼碎片大厦的主结构只花了不到六个月就完成了。混凝土让人更敢想象与尝试,也使得土木工程师的梦想得以实现。美国胡佛水坝、法国米约高架桥和俗称“意大利面条路口”的英国格瑞夫里山立体交叉桥,都是钢筋混凝土的杰作。
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1700545526 法国的米约高架桥由钢筋混凝土制成,是世界上最美的桥梁之一
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1700545528 有一天,碎片大厦不再长高了,几天后外层板模也消失了,只剩下72楼的混凝土尖塔兀自耸立,灰暗、粗糙,和新生儿一样布满皱纹。工程再度从底端开始,让伦敦最新的水泥尖塔默默迎风摇摆,仿佛无所事事地俯瞰底下的人类如蚂蚁般在它脚边走动。但它其实没闲着。混凝土里的含水硅酸钙原纤维正不断增长交错,键结钢筋与石块让尖塔变得更稳固。虽然混凝土遇水后24小时内就会变得够硬,但这人造岩石的内部构造还需要好几年的发展,潜能才会完全发挥。在我下笔的此刻,碎片大厦里的混凝土主结构还在变硬、变强,只是隐而不显。
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1700545533 兴建中的碎片大厦
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1700545535 等到这栋尖塔的混凝土大厦完全硬固后,将每天承载两万人的重量,以及他们的数千件桌椅、家具、计算机和几吨重的用水,日以继夜永不休止,然而建筑结构却不会有任何明显的变形,楼面依然稳固坚实。它能任劳任怨支撑几千年,让尖塔里的使用者完全不受风吹雨打。当然,前提是有人妥善养护。
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1700545537 因为钢筋混凝土虽然声誉卓著,但确实需要养护。事实上,它的弱点正好是它的长处,也就是混凝土的内在结构。
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1700545539 一般说来,钢筋混凝土内的钢筋暴露在风雨中是会锈蚀的,但混凝土内的碱性成分会在钢筋外表形成一层氢氧化铁成为保护膜。不过,随着时间拉长,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。为了防止石材或混凝土结构受到损害,这种建筑物每50年就得养护一次。
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1700545541 不过,混凝土还可能遇到一个更严重的威胁,就是大量的水渗入混凝土,开始侵蚀钢筋,导致铁锈在混凝土内部扩散,造成更多裂隙,破坏整个钢筋结构。盐水更容易造成这种伤害,因为它会破坏氢氧化铁形成的保护膜,让钢筋大量锈蚀。寒冷地区会以撒盐清除积雪和结冰,所以当地的混凝土桥梁和道路经常接触到盐,特别容易受到这种长期破坏。伦敦汉默斯密(Hammersmith)高架道路的混凝土最近也发现类似的锈蚀。
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1700545543 全世界有半数建筑是混凝土结构,这使得养护成了大工程,而且越来越重要。更糟的是,许多混凝土建筑都位于我们根本不想经常造访的地方,例如连接瑞典和丹麦的松德海峡大桥或核电厂内部。遇到这种情形,混凝土最好能自养护和自愈合。这种混凝土现在有了,虽然还在起步阶段,但已经证实有效。
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1700545545 自愈合混凝土来自科学家的发现。他们研究生活在极端环境下的生物,结果发现了一种细菌,它们生活在火山活动形成的强碱湖泊底层。这些湖泊的酸碱值为9到11,这个碱度会灼伤人类皮肤,因此不难想见科学家之前一直认为这些硫黄湖里不会有生物。然而详细调查发现,生物的适应力远高于我们的想象,如嗜碱细菌便能生活在这类环境中。科学家发现,其中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。科学家还发现这种杆菌非常顽强,能在岩石里蛰伏数十年。
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1700545547 自愈合混凝土就含有这种杆菌,并掺入杆菌会吃的某种淀粉。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。
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1700545549 这个方法可能属于听起来不错,不过实际上行不通的那一类。但没想到真的管用。研究显示,龟裂的混凝土经由这种杆菌“处理”之后,强度可以恢复九成。目前科学家正在开发这种自愈合混凝土,希望用在实际的工程结构上。
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1700545551 另一种含有生物成分的混凝土叫作透水混凝土。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。
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1700545553 现在还有一种混凝土布料,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。
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1700545558 可以塑形的水泥帆布
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1700545563 迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事 [:1700544655]
1700545564 迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事 必得隐形,不能示人
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1700545566 不过,碎片大厦接下来发生的事,对混凝土来说可就没那么光彩了。工程人员缓缓但持续地用钢架和玻璃包住大厦外层,遮住所有混凝土表面。他们的用意很明显:混凝土是丢脸的东西,没资格面对这个世界和在大厦中活动的人。
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1700545568 大多数民众也都这么认为。所有人都觉得混凝土适合兴建快速道路、桥梁或水力发电厂,不过城市里却不该出现混凝土建筑。伦敦20世纪60年代以混凝土兴建的南岸中心曾被视为自由的象征,这情况在现今是难以想象的。20世纪60年代是混凝土意气风发的时代。建筑师用它大幅改造市中心,以构筑现代文明。但混凝土的现代感却逐渐消逝,世人开始认为它根本不是未来材质。也许是一下子出现太多质量低劣的混凝土多层停车场,或者是太多人曾在画满涂鸦的地下道遇到抢劫或攻击,也可能是许多家庭觉得住在钢筋混凝土高楼里感觉不到人的温度。总之,现代人对混凝土的观感是:必要、廉价、有用、灰暗、沉闷、脏污和没人味,但最多的感觉还是丑陋。
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