約瑟夫·莫尼哀主持建造的首座鋼筋混凝土橋
鋼筋混凝土花盆的設(shè)計(jì)圖紙
鋼筋混凝土的問(wèn)世，引起了建筑材料的一場(chǎng)革命。然而，令人驚奇的是，發(fā)明鋼筋混凝土的既不是建筑業(yè)的科學(xué)家，也不是著名的工程師，而是一個(gè)和建筑不搭界的園藝師。他就是法國(guó)的約瑟夫·莫尼哀。
2007年，在上海世博局主辦的一次大型世博歷史巡展活動(dòng)中，展覽總策劃俞力先生遍尋不著一件展品——一塊鋼筋混凝土，后來(lái)才發(fā)現(xiàn)，原來(lái)它被布展人員誤認(rèn)為是建筑廢棄物抬出了展區(qū)。俞力告訴參展人員：“在1867年巴黎世博會(huì)上，這可是一件神奇的展品，一件令花匠莫尼哀十分驕傲的展品?！?/P>
靈感源自植物根系
約瑟夫·莫尼哀(Joseph Monier，1823-1906)是19世紀(jì)中期法國(guó)巴黎的一位普通花匠。在他管理的花園中，奇花異草生機(jī)盎然、香氣撲鼻，行人路過(guò)此處，無(wú)不駐足觀賞。莫尼哀每天都要和花盆打交道。最初，花盆都是由一些普通的泥土和低級(jí)陶土燒制而成，也就是常見(jiàn)的瓦盆。這些花盆不堅(jiān)固，一碰就破。
莫尼哀去咨詢(xún)其他花匠朋友，可他們也都面臨著同樣的困擾；去找專(zhuān)門(mén)制作盆罐的工人，他們也沒(méi)什么好辦法。那時(shí)候，水泥開(kāi)始作為建筑材料使用，人們用水泥加沙子制成混凝土，蓋樓房、修橋梁?；炷劣辛己玫酿そY(jié)性，變硬固化后又具有很高的強(qiáng)度，漸漸引起了其他行業(yè)的注意。
莫尼哀決定自己想辦法改進(jìn)花盆。他想到了當(dāng)時(shí)比較流行的混凝土材料，便用水泥加上沙子制造水泥花盆，按現(xiàn)在的說(shuō)法就是混凝土花盆?；炷粱ㄅ韫环浅?jiān)固，尤其是不怕壓。但混凝土花盆和瓦盆一樣也有缺點(diǎn)，就是經(jīng)不起拉伸和沖擊，有時(shí)，對(duì)花木進(jìn)行松土和施肥都會(huì)導(dǎo)致花盆破碎。
“再想辦法改進(jìn)！”莫尼哀勉勵(lì)自己。有一次，他又摔碎了一個(gè)花盆。不過(guò)，他有了一個(gè)發(fā)現(xiàn)：花盆的碎片雖然七零八落，可花盆的泥土卻抱成一團(tuán)，仍然保持著原狀，好像比水泥還要結(jié)實(shí)。莫尼哀仔細(xì)觀察，原來(lái)是植物的根系在泥土中蜿蜒盤(pán)繞，相互勾連，使松散的泥土抱成了堅(jiān)實(shí)的一團(tuán)。
莫尼哀有了新的主意，他打算仿照植物的根系，制作新的花盆。他先用細(xì)小的鋼筋編成花盆的形狀，然后在鋼筋里外兩面都涂抹上水泥砂漿，干燥后，花盆果然既不怕拉伸也能經(jīng)受沖擊。
莫尼哀發(fā)明的鋼筋混凝土花盆，在巴黎的園藝界很快得到推廣。莫尼哀在1867年獲得專(zhuān)利權(quán)。首座鋼筋混凝土橋
如果莫尼哀的發(fā)明只是局限在自家的花圃里，人們不會(huì)記住莫尼哀這個(gè)名字。
有一天，巴黎一位著名的建筑師到莫尼哀的花圃里看花。他看到了莫尼哀用鋼筋混凝土制作的花盆，大為驚訝。他鼓勵(lì)莫尼哀把這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到工程上，并為他牽線搭橋。莫尼哀開(kāi)始應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)制作臺(tái)階、鐵路的枕木，還有鋼筋混凝土的預(yù)制板，并逐漸得到一些設(shè)計(jì)師的支持和社會(huì)的承認(rèn)。
1867年，在巴黎的世博會(huì)上，莫尼哀展出了鋼筋混凝土制作的花盆、枕木。而在同一時(shí)期，法國(guó)人蘭特姆還用鋼筋混凝土制造了一些小瓶、小船，也在這屆世博會(huì)上展出。一些建筑商在世博會(huì)上親眼目睹了鋼筋混凝土的優(yōu)點(diǎn)：既能承受壓力，又能承受張力，造價(jià)還便宜。鋼筋混凝土引起了他們廣泛的興趣。
上?，F(xiàn)代集團(tuán)建筑結(jié)構(gòu)師李應(yīng)勇表示：“鋼筋混凝土發(fā)明應(yīng)用之前，歐洲一些設(shè)計(jì)師已經(jīng)開(kāi)始建造比較高的樓房，采用的是鋼鐵結(jié)構(gòu)；鋼鐵結(jié)構(gòu)的樓房堅(jiān)固但造價(jià)昂貴?！?/P>
1875年，在一些設(shè)計(jì)師的幫助下，莫尼哀主持建造了巴黎，也是世界上第一座鋼筋混凝土大橋。這座橋長(zhǎng)16米、寬4米，是座人行的拱式體系橋。當(dāng)時(shí)，人們還不明白鋼筋在混凝土中的作用和鋼筋混凝土受力后的物理力學(xué)性能，因此，橋梁的鋼筋配置全是按照體型構(gòu)造進(jìn)行，在拱式構(gòu)件的截面中和軸上也配置了鋼筋。
1884年，德國(guó)一家建筑公司購(gòu)買(mǎi)了莫尼哀的專(zhuān)利，并對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行了一系列科學(xué)試驗(yàn)。一位叫懷特的土木建筑工程師研究了它的耐火性能、強(qiáng)度，混凝土和鋼筋之間的黏結(jié)力等等，并在此基礎(chǔ)上研究出了制造鋼筋混凝土的最佳方法。從此，鋼筋混凝土這種復(fù)合材料成了土木工程建筑中的主角之一。
“應(yīng)該說(shuō)，鋼筋混凝土的出現(xiàn)和在建筑上的應(yīng)用是建筑史上的一件大事，在19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，它幾乎被認(rèn)為是一切新建筑的標(biāo)志，它給建筑的結(jié)構(gòu)方式與建筑造型提供了新的可能性。直到現(xiàn)在，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)仍表現(xiàn)了它在建筑上所起的重大作用?！崩顟?yīng)勇說(shuō)。
上世紀(jì)初滬粵“嘗鮮”
鋼筋混凝土技術(shù)應(yīng)用到中國(guó)，最早在上世紀(jì)初的上海和廣州。
“19世紀(jì)末，上海的建筑包括租界內(nèi)的樓房絕大多數(shù)都是磚木或磚混結(jié)構(gòu)。直到20世紀(jì)初，外灘的亞細(xì)亞大樓、上?？倳?huì)、東風(fēng)飯店等歐洲設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)、建造的樓房才開(kāi)始整體或部分使用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?！崩顟?yīng)勇表示，其中，最能反映這些建筑從傳統(tǒng)風(fēng)格向現(xiàn)代風(fēng)格轉(zhuǎn)變的是江海關(guān)大樓（現(xiàn)為上海海關(guān)辦事處）。（詳見(jiàn)早報(bào)10月16日A47版《江海關(guān)大樓送中國(guó)赴世博》）
據(jù)史料記載，江海關(guān)大樓分別于1857年、1891年、1925年被三次重建。如今矗立在外灘中山東一路13號(hào)的江海關(guān)大樓于1927年建成，由著名英資建筑設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)公和洋行設(shè)計(jì)。大樓建筑風(fēng)格總體上屬于古典主義，正立面是典型的多立克柱式。主樓共有9層，加上塔樓，總高度約79.25米，是當(dāng)時(shí)上海外灘最高的建筑物。這一次重建采取了鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)混合模式。
上世紀(jì)一二十年代，廣州、天津等地也先后采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建造高樓。南方大廈就是廣州第一座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高層樓房。
南方大廈原名城外大新公司，建在沿江西路49號(hào)，1918年動(dòng)工，1922年建成。大樓高65米，有12層(10層以上為塔樓)，經(jīng)營(yíng)百貨、旅業(yè)、酒店，天臺(tái)為空中花園游樂(lè)場(chǎng)，設(shè)電梯運(yùn)送客人，并有螺旋梯形斜道供小汽車(chē)上下。1938年10月廣州淪陷前大廈被焚毀，只剩下燒焦的骨架。1954年3月重修加固，并易名南方大廈，一直沿用至今，外觀保持原貌。
鋼筋混凝土
19世紀(jì)中葉，法國(guó)人約瑟夫·莫尼哀(1823-1906)制造出鋼筋混凝土花盆，并在1867年獲得了專(zhuān)利權(quán)。在1867年巴黎世博會(huì)上，莫尼哀展出了鋼筋混凝土制作的花盆、枕木，另一名法國(guó)人蘭特姆展出了鋼筋混凝土制造的小瓶、小船。
金字塔巨石由混凝土澆鑄?
鋼筋混凝土發(fā)明者約瑟夫·莫尼哀
一般認(rèn)為，1824年英國(guó)工程師阿斯普?。ˋspdih）獲得第一份水泥專(zhuān)利標(biāo)志著水泥的發(fā)明。這以后，水泥以及混凝土才開(kāi)始廣泛應(yīng)用到建筑上；而約瑟夫·莫尼哀發(fā)明的鋼筋混凝土，又使高樓大廈成為現(xiàn)實(shí)。
不過(guò)，有人提出：古埃及人早就發(fā)明了混凝土，金字塔的巨石就是由混凝土澆鑄的。
上世紀(jì)70年代末，一位叫戴維杜維斯的法國(guó)化學(xué)家從一位考古學(xué)家那里得到5塊從埃及胡夫金字塔上取下的小石塊，對(duì)它們逐個(gè)加以化驗(yàn)。出乎意料的是，化驗(yàn)結(jié)果證明，這些石塊由貝殼石灰石制成。
戴維杜維斯由此推測(cè)，當(dāng)時(shí)古埃及人建造金字塔是采用“化整為零”的辦法，即將攪拌好的混凝土裝進(jìn)筐子，抬上或背上正在建造中的金字塔。這樣，只要掌握一定的技術(shù)，就能澆鑄出一塊一塊的巨石，將塔一層一層加高，這就不難解釋古埃及人何以能將幾噸甚至數(shù)十噸的巨石運(yùn)上高高的金字塔。
隨后，法國(guó)國(guó)家航空宇宙研究局科學(xué)家吉萊斯胡格和美國(guó)費(fèi)城德里克塞爾大學(xué)專(zhuān)家來(lái)切爾·巴索姆研究發(fā)現(xiàn)，埃及吉薩高原上的金字塔都是由兩種石頭建成的：一種是來(lái)自采石場(chǎng)的自然石灰石，另一種卻是混凝土石塊。兩位科學(xué)家相信，混凝土僅被用于金字塔上半部分，而金字塔塔基部分的10噸花崗巖石塊，仍然是從采石場(chǎng)運(yùn)來(lái)的。
當(dāng)然，上述說(shuō)法都還是一些推測(cè)，還沒(méi)有最終證據(jù)證明金字塔的石頭是由混凝土澆鑄成的。
