什么是科學的方法？科學就是以事實為根據(jù)，以實踐為標準。
看不清微觀結構？我們就用顯微鏡，甚至電子掃描顯微鏡。搞不清水化機理？我們就用純的C3S、純的C3A……每一個化學成分都單獨測試。搞不清反應的流程？我們就用核磁共振，監(jiān)控每一個我們感興趣的反應。
不確定長期的抗凍融性能？那就把試件在冰箱里反復凍融好幾個月。不確定長期的堿骨料活性？那就在把試件在氫氧化鈉溶液里泡兩年。不確定長期的硫離子侵蝕？那就把試件在不同的硫離子環(huán)境里監(jiān)控五十年。
這是我們混凝土材料課上的一張數(shù)據(jù)圖，注意看橫坐標，最大值是45，單位是年。
美國內(nèi)政部復墾局負責美國西部的水利工程建設，為了解決混凝土水壩抗硫離子侵蝕的問題，他們在二戰(zhàn)時展開了這項實驗，實驗的數(shù)據(jù)采集一直持續(xù)了四十多年。這四十多年的堅持，不僅僅能幫助內(nèi)政部興建維護混凝土水壩，更重要的是，它提供了我們對混凝土抗硫離子侵蝕的第一手資料。
類似的實驗有很多，每一項實驗、每一項研究都能推進我們對混凝土材料的認知，都能修正我們的理論。千千萬萬個這樣的研究合在一起，共同構成了我們的混凝土材料科學。
根據(jù)我們已知的混凝土材料科學，我們甚至已經(jīng)有了混凝土材料的計算機水化模型。就像工程師設計結構會用 SAP2000、ETABS 或者 PKPM 等軟件分析結構的受力性能，不需要真正建造這個結構物，就能在電腦上預測結構的情況，繼而優(yōu)化結構設計；混凝土科學家也有相應的軟件，不需要真正的制作混凝土，就能在電腦上模擬混凝土的性能，繼而優(yōu)化混凝土的配比。
美國商務部的國家標準技術研究所（NIST）的 VCCTL 軟件就是其中之一，VCCTL 是 Virtual Cement and Concrete Testing Laboratory 的縮寫。輸入你的混凝土配比，比如水灰比、水泥用量、骨料用量等等參數(shù)，輸入你的水泥的化學成分，輸入你的 SCMs 的成分，輸入外加劑的種類、劑量，輸入環(huán)境參數(shù)，就可以模擬混凝土的水化反應。你甚至可以輸入顯微鏡照片，直接輸入第一手的化學成分信息。
模擬水化反應，得到模擬的水化微觀結構，繼而輸出混凝土的強度、彈性模量、抗?jié)B透性能等等。通過這些分析結果，優(yōu)化混凝土配比，然后再模擬測試，然后再優(yōu)化再測試。雖然這不能代替現(xiàn)場實驗，但是這可以指明現(xiàn)場實驗的方向，而且節(jié)省了實際實驗的時間和費用。
也許你覺得這些不夠科學，沒錯，如果你像謝爾頓那樣執(zhí)著的話，這些的確不像理論物理那么「科學」。但如果你放寬一點標準，混凝土科學絕對跟很多其它「科學」的「科學」程度是一樣的。
大家看上圖里面的每一個箭頭、每一根線都是好幾篇或者好幾十篇論文，很多都是 CNS，甚至有一些是諾貝爾獎得主的成果。這是一個很直觀的科學的圖形化表述，一門科學就是由這些千千萬萬的點點滴滴組成的。
也許你會說，雖然知道這些，但是也沒有用處，我們一樣治不了癌癥，或者，我們一樣不能保證高質量的混凝土。沒錯，科學不是萬靈藥，偽科學或者反科學才標榜自己是萬靈藥。
當初火藥發(fā)明的時候，很多人也覺得沒有用處，類似的例子有很多，大劉在《三體》里是這么說的：
“想象一個古代的王國，他們的技術也在進步，能為士兵造出更好的刀啊劍啊長矛啊，甚至還有
可能造出像機關槍那樣連發(fā)的弓箭呢，但……”
大史若有所思地點點頭，“但如果他們不知道物質是由原子、分子組成的，就永遠造不出導彈和
衛(wèi)星，科學水平限制著呢?！?/span>
有時候，科學不見得比經(jīng)驗或者瞎蒙的效果更好，就像早期的火槍還不如弓弩，但它們有著不一樣的未來。因為現(xiàn)在經(jīng)驗比科學更管用，所以就嘲笑和鄙視科學，這顯然是沒有遠見的行為。人類的技術進步，最終還是由辛勤工作的科學家和工程師們共同推進的。
如果食品廠都是靠經(jīng)驗蒙著放添加劑，你還敢吃嗎？如果汽車廠都是靠經(jīng)驗蒙著造剎車，你還敢開車嗎？同樣，為什么蒙著造混凝土就是可以接受的呢？
現(xiàn)在都這樣，不代表這樣就是對的。如果繼續(xù)這樣下去，留給我們子孫后代的只會是一堆建筑垃圾和一個千瘡百孔的地球。
分享到：
手機版|
