混凝土,简称“砼”。是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。自1824年波特兰水泥发明开始,混凝土至今已有100多年的历史。在过去的100多年中,混凝土是人类与自然界进行物质与能量交换活动中消费量最大的一种建筑材料。而且,在今后相当长的时间内,混凝土仍将是建工、铁路、公路、水运、水利、港口等行业应用最广、用量最大的建筑材料。这样一种广泛应用的人造石材,使用过程中在原材料、配制技术、施工技术、综合性能、能源、资源及环保要求等方面经历了许多重大的变革。
下面我们简单认识一下混凝土技术的五次重大革命。
混凝土技术的五大革命是:普通混凝土→钢筋混凝土→预应力钢筋混凝土→外加剂钢筋混凝土→振动搅拌高性能混凝土。
第一次重大技术革命——普通混凝土:
在18世纪前,有以天然黏土、石灰、石膏、火山灰等作为胶凝材料配制混凝土的记载。进入18世纪以后,火山灰—石灰体系的混凝土因凝结缓慢和早期强度低而逐渐不能适应社会生产迅速发展的需要。英国、美国、法国等国家曾想了不少办法改进胶凝材料的性能。直到1824年,英国的烧瓦工人JosephAspdin调配石灰岩和粘土,首先烧成了人工的硅酸盐水泥,取得了波特兰水泥的专利,首创了波特兰水泥的名称,在市场上获得了很大的成功,成为水泥工业的开端。1886年,美国首先用回转窑煅烧熟料,使波特兰水泥进入了大规模工业化生产阶段,用该水泥和砂、石、水为原料配制的普通混凝土,用量和适用范围日益扩大。
第二次重大技术革命——钢筋混凝土:
1850年前后,法国人取得了钢筋混凝土的专利权,用钢筋来增强混凝土以弥补混凝土抗拉强度和抗折强度低的缺陷。
1850年,法国人兰伯特(Lambot)用加钢筋的混凝土做了小水泥船;1861年巴黎花匠蒙耶(Monier)发明了在水泥沙浆花盆中放置铁丝网,制成的花盆薄且强度大,并获得专利,其后又陆续获得了梁、板、管等多项专利。至此,钢筋混凝土开始具有实用价值。
随后,在欧美几个国家通过试验逐步建立了钢筋混凝土结构的计算公式。
第三次重大技术革命——预应力钢筋混凝土:
到19世纪末,法国的FreyssinetE发明了预应力锚具,天才的创造了预应力钢筋混凝土技术。它充分利用了近代科技提供的混凝土与钢筋的高强度等优越性能,发挥了两种材料共同作用的复合功能,为减小结构断面、增大荷载能力,提高抗裂和耐久性等起了卓越的作用,使长跨、高耸、重载等结构使用钢筋混凝土作为主体材料成为可能。
这是混凝土技术的一次飞跃,大大推动了建筑工程的进步。
第四次重大技术革命——外加剂钢筋混凝土:
20世纪30年代,美国、德国发明了引气剂和减水剂在混凝土中应用,使混凝土的耐久性、流动性得到前所未有的提高。此后,多种化学外加剂先后制成并在工程中迅速得到应用,被认为是预应力混凝土技术以后的又一次技术大突破。
第五次重大技术革命——振动搅拌混凝土:
1931年,前苏联、德国等国科学家发现混凝土微观重大缺陷;
1972年,前苏联实验机(下置式振动)完成室内试验验证;
1992年,长安大学冯忠绪教授开启振动搅拌技术研发;
2009年,振动搅拌技术完成室内试验,在冯忠绪导师带领下,张良奇博士创立德通振动搅拌公司并开启世界振动搅拌技术工业化新时代;
2012年,世界首台混凝土振动搅拌机由德通振动搅拌研制成功;
2014年,德通振动式水泥稳定碎石搅拌机研制成功;振动式水泥稳定碎石搅拌机多省份开始大规模应用;
这种设备的优势在于振动搅拌机在比普通搅拌机搅拌频率略高,搅拌装置每分钟又释放1500次以上震动弹力波,同时对混合料撞击能量达到静力搅拌机5倍以上,水泥等细集料充分弥散,水泥水化更加充分,水泥水化产物与骨料表面牢固粘结,强度耐久性及耐冲刷性等指标革命性提升。
按照斯坦福大学谢德荪教授阐述的“始创新、流创新、源创新”理念,德通振动搅拌技术属于始创新。 |