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【精】一位从业多年砼志的独白
来源:砼商网 作者:砼商网编辑部 发布日期:Jun 2, 2015 阅读次数:8541 收藏 打印 
摘要:什么是科学的方法?科学就是以事实为根据,以实践为标准。也许你会说,虽然知道这些,但是也没有用处,我们一样治不了癌症,或者,我们一样不能保证高质量的混凝土。

什么是科学的方法?科学就是以事实为根据,以实践为标准。
      看不清微观结构?我们就用显微镜,甚至电子扫描显微镜。搞不清水化机理?我们就用纯的C3S、纯的C3A……每一个化学成分都单独测试。搞不清反应的流程?我们就用核磁共振,监控每一个我们感兴趣的反应。
      不确定长期的抗冻融性能?那就把试件在冰箱里反复冻融好几个月。不确定长期的碱骨料活性?那就在把试件在氢氧化钠溶液里泡两年。不确定长期的硫离子侵蚀?那就把试件在不同的硫离子环境里监控五十年。


 这是我们混凝土材料课上的一张数据图,注意看横坐标,最大值是45,单位是年

 美国内政部复垦局负责美国西部的水利工程建设,为了解决混凝土水坝抗硫离子侵蚀的问题,他们在二战时展开了这项实验,实验的数据采集一直持续了四十多年。这四十多年的坚持,不仅仅能帮助内政部兴建维护混凝土水坝,更重要的是,它提供了我们对混凝土抗硫离子侵蚀的第一手资料。
      类似的实验有很多,每一项实验、每一项研究都能推进我们对混凝土材料的认知,都能修正我们的理论。千千万万个这样的研究合在一起,共同构成了我们的混凝土材料科学。
      根据我们已知的混凝土材料科学,我们甚至已经有了混凝土材料的计算机水化模型。就像工程师设计结构会用 SAP2000、ETABS 或者 PKPM 等软件分析结构的受力性能,不需要真正建造这个结构物,就能在电脑上预测结构的情况,继而优化结构设计;混凝土科学家也有相应的软件,不需要真正的制作混凝土,就能在电脑上模拟混凝土的性能,继而优化混凝土的配比。
      美国商务部的国家标准技术研究所(NIST)的 VCCTL 软件就是其中之一,VCCTL 是 Virtual Cement and Concrete Testing Laboratory 的缩写。输入你的混凝土配比,比如水灰比、水泥用量、骨料用量等等参数,输入你的水泥的化学成分,输入你的 SCMs 的成分,输入外加剂的种类、剂量,输入环境参数,就可以模拟混凝土的水化反应。你甚至可以输入显微镜照片,直接输入第一手的化学成分信息。

模拟水化反应,得到模拟的水化微观结构,继而输出混凝土的强度、弹性模量、抗渗透性能等等。通过这些分析结果,优化混凝土配比,然后再模拟测试,然后再优化再测试。虽然这不能代替现场实验,但是这可以指明现场实验的方向,而且节省了实际实验的时间和费用。

也许你觉得这些不够科学,没错,如果你像谢尔顿那样执着的话,这些的确不像理论物理那么「科学」。但如果你放宽一点标准,混凝土科学绝对跟很多其它「科学」的「科学」程度是一样的。

 大家看上图里面的每一个箭头、每一根线都是好几篇或者好几十篇论文,很多都是 CNS,甚至有一些是诺贝尔奖得主的成果。这是一个很直观的科学的图形化表述,一门科学就是由这些千千万万的点点滴滴组成的。
      也许你会说,虽然知道这些,但是也没有用处,我们一样治不了癌症,或者,我们一样不能保证高质量的混凝土。没错,科学不是万灵药,伪科学或者反科学才标榜自己是万灵药。
      

当初火药发明的时候,很多人也觉得没有用处,类似的例子有很多,大刘在《三体》里是这么说的:

“想象一个古代的王国,他们的技术也在进步,能为士兵造出更好的刀啊剑啊长矛啊,甚至还有
可能造出像机关枪那样连发的弓箭呢,但……”
大史若有所思地点点头,“但如果他们不知道物质是由原子、分子组成的,就永远造不出导弹和
卫星,科学水平限制着呢。”


      有时候,科学不见得比经验或者瞎蒙的效果更好,就像早期的火枪还不如弓弩,但它们有着不一样的未来。因为现在经验比科学更管用,所以就嘲笑和鄙视科学,这显然是没有远见的行为。人类的技术进步,最终还是由辛勤工作的科学家和工程师们共同推进的。
      如果食品厂都是靠经验蒙着放添加剂,你还敢吃吗?如果汽车厂都是靠经验蒙着造刹车,你还敢开车吗?同样,为什么蒙着造混凝土就是可以接受的呢?
      现在都这样,不代表这样就是对的。如果继续这样下去,留给我们子孙后代的只会是一堆建筑垃圾和一个千疮百孔的地球。

  

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