工業革命開啟了現代建築材料的革新。
英國工程師發現:要獲得水硬性石灰,須采用含有粘土的石灰石來燒制;用于水下建築的砌築砂漿,理想成分則由水硬性石灰和火山灰配成。
樸之原清水混凝土挂闆 | 海彙大廈 從結構到裝飾,皆為混凝土之功
這為近代水泥的研制和發展奠定理論基礎,也順帶開啟水泥統治世界建築的新時代。
03 水 泥水泥屬于粉狀水硬性無機膠凝材料,加水攪拌後成漿體,能在空氣中硬化或者在水中硬化,并把砂、石等材料牢固地膠結在一起。
早期石灰與火山灰的混合物與現代水泥相似。19世紀初,法國工程師發現石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好;緊接着1824年,英國工人約瑟夫•阿斯譜丁發明水泥并取得專利。
樸之原清水混凝土挂闆 | 海彙大廈
水泥在20世紀初進入中國,人們習慣稱其為“洋灰”。與中國傳統的三合土不同,水泥材料中雖然含有粘土,但主要成分是石灰;而且不同于三合土的自然熟化,水泥的生産過程是“兩磨一燒”,即生料制備、熟料煅燒、水泥粉磨。
其中生料制備為第一階段,即石灰質原料、粘土質原料、以及少量的校正原料,經破碎或烘幹後,按一定比例配合、磨細,均勻制備。100多年後的今天,中國水泥産量已占全世界50%以上。
04 混凝土水泥發明,随之出現混凝土。
樸之原夯砼 | 福州茶館
經近200年發展,混凝土也衍生許多新種類。起初所謂的普通混凝土,指以水泥為主要膠凝材料,與水、砂、石子,必要時摻入化學外加劑和礦物摻合料,按适當比例配合,經過均勻攪拌、密實成型及養護硬化而成的人造石材。
1879年,法國工程師受到鐵絲與混凝土制作的花盆、浴盆和水箱的啟發,開始制造鋼筋混凝土,并很快運用到公寓大樓建造上。
樸之原仿夯土牆 | 明月寺
1900年,萬國博覽會展示了鋼筋混凝土在很多方面的應用,終于引起一場建材革命。
混凝土的英文“Concrete”,在我國又簡稱“砼”(漢字中原無)。
1953年,本着方便記錄的原則,結構學家蔡方蔭用“人工石”三字代替“混凝土”,随即合成了“砼”字,其讀音“tong”與法文、德文和俄文基本相同。後來便被廣泛采用于書刊、學術與工程中。
樸之原仿夯土牆 | 肌理
從材料的源流看,生土、三合土屬于中國傳統建築體系,水泥、混凝土則發源于西方。
相比較而言,生土因自然原生态,耗能更低,也更環保,但缺少更深入的物化改變,如水泥熟料煅燒這一近乎質變的過程,終使其在性能上遠不及水泥。
三合土中的粘土類同于混凝土中水泥起到的膠結作用,然而基于粘土與水泥性能差距,三合土與混凝土仍然有着雲泥之别。
樸之原老土牆 | 時光走廊
不得不提到傳統文化的“中庸”“中和”,以及傳統建築強調水平規模,故而不高,所以在古代中國,才有紫禁城這般水平擴大的建築空間,卻幾乎沒有像西方哥特式建築那樣高高聳立直插天空。不過,傳統時代,中國的三合土夯築,可以達到20:1的高厚比,已經創造了東方建造的奇迹。
水泥混凝土不同,它讓建築越建越高,直上雲霄,兩相比較,中西方文化的異同,便一目了然。
中國先民将土挪作他用,燒制精美絕倫的瓷器,令整個西方都為之沉迷。而西方在追求技術的方向上持續前行,前有古羅馬砂漿的啟示,後借工業革命的東風,終于誕生了影響世界建造格局的水泥與混凝土。
樸之原夯砼 | 福州茶館
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