中国先后解决了高性能泵送混凝土的各项“疑难杂症”：研制集减水、缓凝、引气等功效于一体的外加剂从而控制混凝土凝结时间；通过骨料的级配优化，提升混凝土的流动性和密实度；通过在泵管上密布传感器，测量并监控混凝土的泵压以及泵管的磨损情况……对于如今的中国，千米高楼的建设已经不再有技术上不可逾越的障碍。
什么是人类历史上最伟大的材料？恐怕非钢筋混凝土莫属。小到我们住的居民楼，大到跨海大桥、摩天大楼、公路高铁……人类文明的每一个角落都充斥着混凝土。
一堆砂子、一堆石子、几袋水泥和一桶水，搅拌均匀，砌成你想要的形状，过几天就可以变得硬如岩石，无怪乎工程师们造了一个字：砼（tong2）来表示混凝土，人工石嘛！很生动形象有木有？
（左边是水泥，它加了砂子、石子和水之后才叫混凝土，可不要搞错了）
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混凝土的历史与人类文明一样久远
混凝土的使用要追溯到9000年前。在公元前7000年，以色列王国的加利利城就使用了简易的“混凝土”制作地板，当时的人使用煅烧的生石灰与砂子混合，在空气中缓慢硬化，最后居然也形成了强度。后来，罗马人又在这种材料的基础上加入了天然的火山灰，制造了表现更好的“混凝土”。正是用这种朴素的天然混凝土材料，罗马人修建了庞贝的大体积剧院、浴室和遍布城市的下水道。
（七千年前的以色列加利利城，地板使用的就是“水泥”）
不过，那时的人们并不清楚混凝土的原理，只是拿着天然的材料互相混合，质量也不稳定。随着古罗马帝国的衰亡，没有了庞贝火山天然的优质火山灰，这项技术也就失传了。
一直到1824年，英国的花匠阿斯普丁将石灰石与黏土混合煅烧，形成了我们当代人使用的水泥的前身，然而，用它制作的混凝土在当时并没有比其它建筑材料强多少，因此销路并不好。
在19世纪初，天然石材还是建筑材料的主流，而当时世界上最好的建筑石材产自波特兰。为了打开销路，商家动了个歪心眼：把当时的水泥起名为“波特兰水泥”，让人误以为它和波特兰石有什么关系，进而忽悠大家来买。
（与水泥并没有什么关系的波特兰石——除了颜色有一点像）
2
在科学的加持下，混凝土一骑绝尘
尽管现代混凝土刚诞生的时候十分可怜，但随着科学的进步，混凝土开始逐渐发起了光。
1887年，法国科学家亨利发现了水泥的真实组分，接下来的几十年里，水泥水化形成强度的机理开始逐渐为人所知。掌握了原理，科学家们开始逐步改良水泥的烧制工艺，总结出混凝土的配比与强度规律，再依照规律，根据需求来选择合适的混凝土配比。
终于到了20世纪中叶，一个典型的建筑工地已经不再是小工一筐一筐地搬砖，然后瓦工一块一块地砌好；而是工人支好模板、拌好混凝土，捆扎钢筋笼，再将混凝土一股脑地倒上去，用振捣棒之类的东西来回振捣密实，最后抹平。相比起老老实实地砌砖，实在是优越到不知道哪里去了。
（20世纪典型的混凝土施工场景）
你以为这样就足够了吗？差得远呢！
3
庞大的建设量，逼迫科学家们想新的办法
到了20世纪后期，随着全世界土木工程建设量的增大、高层建筑的增加和劳动力成本的上升，人们逐渐发现，混凝土也没有那么“万能”了。
大楼施工到了30层，要把混凝土吊到100米的高空，光是这一步就要了亲命：这一斗一斗地吊上去，要多少天才能吊足一层的用量。等吊上去，混凝土早就硬了。好不容易把混凝土都吊上去，要把它平整无缝隙地铺满一层，又要上百个工人拿振捣棒振上一个下午。照这样下去，一栋摩天大楼盖好，一代人都过去了。
随着大楼越盖越高，对混凝土的强度要求也越来越大。要想混凝土强度高，就要少加水。可是加水少了，混凝土又拌不开。这样一来，混凝土就变得越来越不好用。这可怎么办呢？
（干硬的混凝土搅拌不开，就会形成孔洞，严重危害安全）
答案就是使用“减水剂”。在混凝土中加入减水剂，只要一点点，就可以让混凝土变稀。它通过让水泥颗粒带上同种负电荷，相互排斥，让水泥颗粒就像一颗颗滚珠一样互相脱离，从而增强混凝土的流动性。
（减水剂工作原理，将水泥颗粒分散开）
加了减水剂之后，最显而易见的好处就是可以减少混凝土的用水，让混凝土的内部结构更加致密，不仅强度大幅提高，而且孔隙少了，耐久性也变得更好了。
同时，它又让混凝土易于流动，便于成型，不再需要费时费力地振捣了。以上这些都还不是最重要的。最重要的是，减水剂的引入，开启了混凝土输送新世界的大门：泵送！
加了合适比例的减水剂之后的混凝土，可以像水一样流动。这样一来，混凝土就不必再像过去那样一斗一斗地吊上楼，而是直接拿根钢管，一端通向楼顶，另一端通向一台强力泵车。
强力泵将混凝土顺着钢管泵上百米高空，楼上再也不需要上百个工人拿着振捣棒一处一处振捣了，只要有几个工人操纵泵管就好。混凝土泵到了楼上，自动就会流平，工人只要适当地用振捣棒“修整“一下形状就好。几滴小小的减水剂，解放了成千上万的劳力，同时也大大加快了施工速度。
（21世纪的混凝土浇筑场景）
4
现代混凝土的背后，学问不小
光有减水剂，就能制出上面说的这种高性能混凝土吗？显然，事情远没有那么简单。
其实，单纯的减水剂不是个稀罕东西，早在1930年代，美国人就已经发明了混凝土减水剂并申请了专利。到1980年代，当代最常用的聚羧酸减水剂也被发明了出来。
然而，在混凝土的实际使用中，问题还是相当多。有时候，混凝土加了某种减水剂，凝结速度特别慢，浇筑之后迟迟不凝结，影响工程。更坏的情况是，混凝土加了减水剂可凝结速度变快了，在泵管里爬到一半就把管堵上了。有时候混凝土泵上去之后，发现明明混合得很好的水泥浆、石子和砂子分离开了，石子沉在最底下，最上面还浮着一层水：离析了。这样的混凝土只能直接打掉作废——没错，还要用料斗一斗一斗地运到楼下去。
除了减水剂，混凝土中的麻烦事儿还多着呢。水泥和矿物掺和料的比例和种类会影响混凝土的强度、凝结时间和流动性。就连我们以为“只是占个地方“的砂子和石子，也必须满足良好的级配。如果石子的尺寸稍有不对，那么即使减水剂用得再多再好，由于石子之间的阻力，混凝土也很难泵得动。
这些恼人的问题伴随着混凝土技术的发展始终存在。泵送混凝土看起来酷炫，用起来麻烦事多着呢！
5
高性能混凝土研究的重任交给了中国
从21世纪开始，发达国家的建设逐渐停了下来，而中国超高层建筑的建设则开始了井喷式的发展。仅2016年一年，中国就建成了84栋200米以上的高楼。这样，解决高性能泵送混凝土各项“疑难杂症”的重任就落在了中国工程师们的头上。
