? ? ? 曾經(jīng)看到一則新聞在新西蘭有人用紙打造了一個(gè)教堂,轟動(dòng)全世界他的主設(shè)計(jì)師是日本著名的紙建筑設(shè)計(jì)大師坂茂,按照他的設(shè)計(jì),新西蘭紙板教堂可容納700人,設(shè)計(jì)使用年限50年。之所以引起轟動(dòng),全在于他用的材料是紙,要知道自20世紀(jì)以來,全世界的建筑大部分用的是混凝土,很少用其他材料。
? ? ? ? 而眾所周知最早用混凝土是古羅馬時(shí)代。古羅馬人在石灰和沙子的混合物里摻合進(jìn)碎石子制造出混凝土,這種混凝土也就是現(xiàn)代混凝土的前身。那時(shí)使用的沙子是稱為“白榴火山灰”的火山土,產(chǎn)自意大利的玻佐里地區(qū)。之后古羅馬利用這種水泥建造了大量精美的建筑。古羅馬人發(fā)明混凝土后,立刻明白可以用它來奠立帝國的根基。他們可以在任何地方興建港口,因?yàn)榛炷猎谒乱材苣?。他們還可以興建溝渠和橋梁,而這些基礎(chǔ)建設(shè)又能把混凝土運(yùn)送到任何有需要的地方,不必仰賴當(dāng)?shù)氐氖^和黏土。因此,混凝土很適合打造帝國。不過,古羅馬最宏偉的混凝土工程就在首都,也就是羅馬萬神殿的穹頂。它完工兩千年來始終屹立不倒,至今仍是世界上最大的無鋼筋混凝土圓頂建筑。但古羅馬滅亡,以后這種技術(shù)也就消失了,究竟是何種原因,我們也不得而知。
? ? ? 而人類對(duì)水泥的第二波熱潮出現(xiàn)在20世紀(jì)。說來也有趣,現(xiàn)在所用的鋼筋混凝土是由一個(gè)園藝家發(fā)明的。他叫莫尼耶,事情發(fā)生在1867年時(shí),花盆都是陶瓦做的,非常脆弱易碎,而且造價(jià)昂貴,尤其不適合栽種在溫室成長迅速的熱帶植物?;炷了坪跏歉玫倪x擇。它比陶土更容易制作大型花盆,又因?yàn)椴恍枰湃敫G中燒制,所以也便宜得多。但混凝土的韌度還是不夠,因此莫尼耶制作的混凝土花盆還是跟陶瓦花盆一樣容易龜裂。莫尼耶想到一個(gè)方法,就是在混凝土里放入鋼圈?;炷粱旧鲜菙M石材,以石頭制成,外觀、成分和性質(zhì)也近似石頭。但鋼筋混凝土就不同了。它跟所有天然材料都不一樣?;炷恋玫戒摻畹募訌?qiáng)后,就算受到彎曲應(yīng)力,也會(huì)由混凝土內(nèi)的鋼筋吸收,不會(huì)產(chǎn)生大裂縫。鋼筋和混凝土合二為一,把原本用途有限的混凝土變成世界上用途最廣的建材。因此,現(xiàn)在的很多建筑都是混凝土的杰作比如:歐洲的第一高樓碎片大廈、美國胡佛水壩、法國米約高架橋、英國格瑞夫里山立體交叉橋等。如果你的好奇當(dāng)時(shí)的建筑師為什么沒有想到這個(gè)事情呢?原因是這樣的: 由于大部分的材料都會(huì)熱脹冷縮,所以工程師在考慮這種情況時(shí),通常會(huì)認(rèn)為。水泥和鋼筋差異太大,漲縮程度不同。但萬萬沒想到。水泥和鋼筋差異可以小到不記。因此沒有人去嘗試,所以這件事情就讓給了園藝家來做。但混凝土卻必須每50年保養(yǎng)一次原因是為了防止著時(shí)間拉長,建筑磨損、剝蝕和長年熱脹冷縮,會(huì)讓混凝土出現(xiàn)小裂痕。這些裂痕會(huì)讓水分滲入,而水分一旦結(jié)凍就會(huì)膨脹,導(dǎo)致裂痕加深。這種磨損和侵蝕是所有石造建筑的宿命,也是山的宿命,也就是風(fēng)化侵蝕的原因。
? ? ? ? 現(xiàn)在的科學(xué)家為了防止這種情況的發(fā)生對(duì)混凝土進(jìn)行了改進(jìn)。比如:①自愈混凝土(在混凝土中加入一種名為巴氏芽孢桿菌(B.pasteurii)的細(xì)菌會(huì)分泌方解石,而方解石正是混凝土的成分之一)這些桿菌平常處于蟄伏狀態(tài),被含水硅酸鈣原纖維包圍。但當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂隙時(shí),這些桿菌就會(huì)重獲自由,遇到水便會(huì)醒來,開始尋找食物。它們吃掉混凝土里的淀粉后就會(huì)生長與繁殖,并分泌方解石。方解石是碳酸鈣的一種,和混凝土鍵結(jié)后會(huì)形成礦物構(gòu)造,把裂隙填滿,使裂隙不再擴(kuò)大。②透水混凝土這種混凝土非常多孔,天然細(xì)菌可以占據(jù)其中。這些細(xì)孔還能讓水穿透,因此不太需要排水系統(tǒng),而混凝土內(nèi)的細(xì)菌還能分解油污和其他污染物,因此有凈水功能。③混凝土布料,叫作水泥帆布。這種材料可以卷成一筒,只要加水就能固定成你想要的形狀。雖然水泥帆布非常適合雕塑,但它最大的用途可能是救災(zāi)。只要空投幾捆水泥帆布到災(zāi)區(qū)搭建臨時(shí)住所,幾天之內(nèi)就能形成一座防雨、防風(fēng)和防曬的臨時(shí)城市,讓救災(zāi)工作得以進(jìn)行。④會(huì)自潔凈的混凝土,方法是摻入二氧化鈦粒子。這些粒子雖然涂抹在表面,但由于粒子極小而且透明,所以外觀與一般混凝土建筑完全一樣。不過,二氧化鈦粒子吸收了陽光中的紫外線后,就會(huì)產(chǎn)生自由基離子,能夠分解沾上它們的有機(jī)污垢,讓污垢由風(fēng)或雨水帶走。羅馬千禧教堂就是用這種自潔凈混凝土興建的。
? ? ? ? 有人說這個(gè)時(shí)代是材料時(shí)代,我們身邊的每一樣?xùn)|西都是有各種各樣的材料所制成,多留心觀察,你會(huì)發(fā)現(xiàn)每種材料的發(fā)展史都十分有趣,又或者看到一個(gè)不一樣的風(fēng)景。