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克服混凝土科研中的错误思维——中兴危机带来的思考

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上月16日美国方面对中兴的禁令展开,也就是“七年封杀”。根据美方规定,七年之内美国公司不得向中兴公司出售相关零件、技术以及软件上的支持,这无疑会让中兴的业务遭受巨大打击,中兴通讯董事长殷一民表示,这样的制裁可能立即使公司进入休克状态,中国企业的自主创新和知识产权问题也引发的全社会的关注,中美或是说中国与国际先进国家的科技差距又使很多人感到很不乐观。

而形成鲜明对比的是:就在半个月前,上月2号在“中国区域经济50人论坛2018年会”上,还有人乐观地认为中国现今的六大实力发展,已进入全面赶超、主体超越美国时期——其中前三大实力早已超越美国。具体表现为:中国在经济实力(2013年)、科技实力(2015年)、综合国力(2012年)上已完成对美国的超越。到2016年,经济实力、科技实力、综合国力分别相当于美国的1.15倍、1.31倍和1.36倍,居世界第一,这曾经让我们每个人都为之振奋。

恰恰两件事前后发生才半个月,弄得大家还没回过味,曾经很多人自信心爆棚,又一下跌到谷底!

冷静下来思考,这可能折射出某些心态:一种是自大心态,浮躁、浮夸、自负满满;另一种是妄自菲薄,觉得核心技术尽在西方,跟着走就是了,超越就别指望了!这两者都是极为有害的!

前段在微信群里,很多技术人员——确实做了一些工作,经常吐槽某某专家的理论说法有缺陷、站不住脚、不符合现在实际,特别有的针对以前奉为经典的国外著作观点,认为多不可取!这种研究精神、敢于质疑权威的勇气无疑是值得我学习的,仔细推敲起来有些质疑确实是有道理的,但不少却是没读懂别人的学术观点引发的,某种程度上恰似体现了“全面超越”的浮躁心态。

盘点一下混凝土的发展史:

1824年英国人阿斯普丁(J.Aspdin)发明硅酸盐水泥。

1849年法国人朗波(L.Lambot)制造了第一只钢筋混凝土小船。

1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋。

1888年德国工程师德林(Dohling)获得在混凝土板、梁中用钢筋施加预应力的专利

从上世纪20年代到第二次世界大战前后,混凝土和钢筋强度的不断提高。

1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土,使得混凝土结构可以用来建造大跨度。

1935年,美国的E.W.Scripture首先研制成以木质素磺酸盐为主要成分的减水剂,1937年获得专利,20世纪50年代开始在美国滑模混凝土、大坝混凝土和冬季施工混凝土中大量使用。

前苏联著名的混凝土结构专家格沃兹捷夫(Α.Α.Гвоздев)开始考虑混凝土塑性性能的破损阶段设计法,上世纪50年代又提出更为合理的极限状态设计法,奠定了现代钢筋混凝土结构的基本计算理论。

随着建设速度加快,对材料性能和施工技术提出更高要求,出现装配式钢筋混凝土结构、泵送商品混凝土等工业化生产技术。

高强混凝土和高强钢筋的发展、计算机的采用和先进施工机械设备的发明,建造了一大批超高层建筑、大跨度桥梁、特长跨海隧道、高耸结构等大型工程,成为现代土木工程的标志。

这些基本都是国外学者所取得的,这并非就是说国外的就好,而是说毕竟别人走在前面那多时间,有很多成果,要多学习、多领悟,读懂了才能去赶超,光有热情是不够的!沉下心来,克服浮躁,争取早日确实超越!

与此相反,另一种是全盘吸纳!

前年,我去T市鉴定小轻轨质量事故。

图1是小轻轨。中间的导轨既是电极也是导轨。夏季高温时候,发生胀轨,就是轨道膨胀翘起,如图2。影响了正常的交通,给市民出行造成了障碍。

轻轨的设计师法国工程师,按照欧盟也是法国规范进行设计建造的,在巴黎已经安全运营了数十年。

文章配图

图1 小轻轨

文章配图

图2 高温引发的胀轨

后来分析认为,事故的原因在于设计的缺陷。巴黎四季气候温和,夏天一般低于25℃,最高37℃,冬天气温通常高于0℃,最低温度不到-7℃。每个月都至少有1/3以上的日子会下雨。城市本身踞巴黎盆地中央,属温和的海洋性气候,夏无酷暑,冬无严寒;1月平均气温3℃,7月平均气温18℃,年平均气温10℃。

而T市位于中纬度欧亚大陆东岸,主要受季风环流的支配,是东亚季风盛行的地区,属大陆性气候。1月最冷,平均气温在-5~-3°C,极端低温-27.4℃;7月最热,平均气温在26~27°C,极端高温41.7℃。

比较可见,属于海洋性气候,巴黎最高最低温差相对较小。而T市属于大陆性气候,最高最低温差比巴黎要大20℃以上。按照法国规范进行设计的轻轨轨道,省略了几个膨胀节——相当于结构上的伸缩缝,在巴黎运行了几十年,至今从未出过此类事故!但T市为大陆性气候,最高最低温差远大于巴黎,按巴黎的设计移植过来就出了大问题,后来加装了几节膨胀节,解决了这个问题,国外的规范一定要结合本土实际才有生命力。

另外,还有我国早期的一些混凝土规范,从欧盟的规范借鉴而来,很多技术参数的要求也一样。比如对水泥细度的的要求,要求350m2/kg以下,C50混凝土单方胶材用量不超过450kg/m3。但问题是,以我国目前现状,水泥比表面积几乎没有符合要求的,现实如此,我们结合工程实际和科研,认为把这个数值定为380m2/kg是比较合理的!还有,欧盟的砂石生产工艺与我国不同,都是有整形的,粒型好,空隙率低,多数40%多一点,我国石子很少有整形,空隙率高,有的达到47%以上!这样的骨料要求胶材量限制不超450kg/m3,实验室可以做出来,现场没法用,我们也是结合实际,调整为480kg/m3,很好解决了这个问题,现在的规范很多也都调整为水泥比表面积350m2/kg以下,C50混凝土胶材量不超过480kg/m3,这是与我国实际情况相符的,但这并非是说一定要迁就落后,而是考虑实际,不要不顾实际一步到位,混凝土是个系统,各个环节要共同努力!

做好技术工作,既要避免浮夸浮躁,又要避免盲从,将国外成果结合国内实际进行本土化,才能焕发生命力!

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