4-1:混凝土发展简史
 
 

当代建筑用量最大、应用范围最广、最经济的建筑材料——混凝土的发展虽然只有100多年的历史,却走过了不平凡的历程。

1824年英国建筑工人J.阿斯普丁获得第一份水泥专利,标志着水泥的发明。这以后,水泥以及混凝土才开始广泛应用到建筑上。

1854年法国技师J.L.Lambot将铁丝网敛入混凝土中制成了小船,并于第二年在巴黎博览会上展出,这可以说是最早的钢筋混凝土制品。

1867年法国技师Joseph Monier取得了用格子状配筋制作桥面板的专利,钢筋混凝土工艺迅速地向前发展。1867这一年,是全世界公认为最早的钢筋混凝土桥架设的一年。

1877年美国的Thaddeus H yatt调查了梁的力学性质,1887年德国的Konen提出了用混凝土承担压力和用钢筋承担拉力的设计方案,德国的J.Baushinger确认了混凝土中的钢筋不受锈蚀等问题,于是钢筋混凝土结构又有了新的发展。

1889年,第一个钢筋混凝土大桥—美国加州旧金山的沃德湖大桥(Alvord Lake Bridge)建成。这座桥至今仍然存在。

图1 沃德湖大桥
 

1891年,第一条混凝土道路在美国俄亥俄州贝勒方丹(Bellefontaine)铺设,这条道路至今还在使用。

图2 第一条混凝土道路
 

1903年,第一幢混凝土高层建筑英格尔斯大厦在美国俄亥俄州(Ohio)的辛辛那提(Cincinnati)建成,该建筑16层高,是当时的一个工程奇迹。

图3 英格尔斯大厦
 

1928年,美国人Freyssinet发明了一种新型钢筋混凝土结构形式:预应力钢筋混凝土,并于二次世界大战后亦被广泛地应用于工程实践。钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土解决了混凝土抗压强度高、抗折、抗拉强度较低的问题,以及19世纪中叶钢材在建筑业中的应用,使高层建筑与大跨度桥梁的建造成为可能。

图4 美国人Freyssinet
 
图5 预应力钢筋混凝土建设的桥梁
 

高性能混凝土外加剂的广泛应用,是混凝土发展史上有一座里程碑。外加剂可以减少水用量、实现大流动性,使混凝土施工变得省力、省时、经济。

1930年,首次在混凝土中使用引气剂以提高混凝土抗冻融能力。

图6 混凝土引气剂
 

1936年,第一座主要的混凝土大坝胡佛大坝(Hoover Dam)和大库里大坝(Grand Coulee Dam)建成,至今还在使用。

图7 胡佛大坝
 

1967年,第一个混凝土穹顶体育场在美国伊利诺伊大学建成。

图8 伊利诺伊大学体育场
 

1962年日本服部健一首先将萘磺酸甲醛缩合物(n≈10)用于混凝土分散剂,1964年日本花王石碱公司作为产品销售。1971-1973年,德国首选将超塑化剂研制成功,流态混凝土出现,混凝土垂直泵送高度达到310m。混凝土外加剂大大改善了混凝土的性能,使混凝土泵送成为可能。泵送混凝土的出现,20世纪二战后,机械工业的飞速发展,混凝土生产运输、浇注施工带来了又一场革命。

图9 流态混凝土
 
图10 泵送混凝土
 

20世纪末期,出现了集中搅拌的专业混凝土企业,使泵送混凝土施工中混凝土的搅拌供料有保证。1978年,在江苏省常州市,中国建成第一家混凝土搅拌站,当时每盘混凝土只能搅拌1立方。十一届三中全会后,我国确立了经济改革开放的基本国策,城市建设突飞猛进,混凝土搅拌站在沿海地区如雨后春笋般大量涌现。

跨入21世纪,计算机技术、机械工业技术、先进检测分析研究技术、现代管理技术的飞速进步,我国预拌混凝土技术的发展与时具进,取得了世界瞩目的成就。

图11 预拌混凝土浇筑
 
图12 混凝土检测分析仪器
 

今后混凝土的发展方向:强度越来越高,C80-C100高强混凝土技术已经成熟,并且大量用于工程建设;高性能混凝土外加剂、矿物掺合料的推广应用,变废为宝、并且大幅度改善混凝土各项性能;混凝土耐久性能有质的飞跃,抗渗混凝土、抗酸、碱混凝土、抗化学腐蚀混凝土大量出项;混凝土从性能发展向功能突破发展:在满足传统力学性能、耐久性能的前提下,轻质混凝土、隔音混凝土、防火混凝土、彩色装饰混凝土、防辐射混凝土、透水地坪混凝土、自流平免振捣免抹灰混凝土等多种高性能混凝土技术不断涌现和成熟;混凝土专业技术人才和先进高科技检测监控技术的不断应用;专业混凝土生产企业和计算机在管理上的广泛应用等等。混凝土的明天越来越多姿多彩。

图13 彩色装饰混凝土
 
图14 透水混凝土