化材为筑(6)
康瑞特先生接着讲道:“如果要深究我从哪里来,那就不得不提到西门家族了。作为水硬性胶凝材料的西门,也就是人们常说的水泥,是我的重要组成部分——它犹如骨架,将我的肉体连接。西门家族同康瑞特家族世代交好,它的历史甚至比我们更加久远。可以这样说,如果没有西门就不会有我的存在。西门家族同样人丁兴旺,有着众多声名显赫的家庭,但在建筑工程领域中当属硅酸盐类水泥最为出名,其五大成员分别为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥[6]。在硅酸盐水泥的工业制备过程中,其关键步骤就是通过高温煅烧形成由不同矿物组成的熟料,它的主要成分为硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙以及铁铝酸四钙,其中硅酸钙所占比例过半。”
说到这里,先生提高了音量继续介绍:“值得一提的是,当熟料的成分比例发生改变,水泥的特性也会随之变化:假如提高硅酸三钙的含量,那么就可以制得快硬高强的水泥;倘若降低铝酸三钙和硅酸三钙的含量,同时提高硅酸二钙的含量,那么便可制造水化热低的低热水泥。由此可见,水泥熟料中这些化学成分的改变都潜移默化地影响着我的特性,这是多么的神奇!”
演讲的最后,康瑞特先生总结道:“今天,我只是给各位介绍了混凝土家族的冰山一角,细说下去恐怕三天三夜都讲不完!更多的奥秘还请我们在未来一同探寻。”
3 建筑立面的“眼睛”——格拉斯家族
第三位登台的是一位体态透亮,举止优雅的女士。在台下观众的掌声中,她来到了舞台中央,浑身上下散发着隐约透明的光芒,给观众以一种虚无缥缈的美感。女士一开口,舞台边两个巨大的音响便传出清脆悦耳的声音:“亲爱的观众朋友们,我是你们的莱米?格拉斯小姐(Laminated Glass),我来自实力雄厚的格拉斯家族(Glass),平时大家都叫我的昵称——夹层玻璃。”
“首先,让我来简单介绍一下我的家族吧。我们格拉斯家族在无机非金属材料联盟中占有很重要的地位哦!由于外观的透明性与现代感,再加上耐腐蚀、不生锈、化学性质稳定等诸多优点,我们受到了当今时代的追捧,玻璃与钢材、混凝土的组合形式已成为现代化建筑的标志。
在大大小小的城市中,抬头望去,你总会在大街小巷的建筑中发现格拉斯家族的身影——摩天大楼的玻璃幕墙、家家户户的门窗玻璃、建筑局部的玻璃饰品等。在联盟中,很少有家族能代替我们的存在呢!此外,格拉斯家族与‘窗’也有着不可言喻的亲密关系。窗是‘风之眼’,承担着采光、通风以及观景的功能,而格拉斯家族的特性与之完全匹配,长期的生产实践过程也促生了玻璃与开窗墙面的融合[4],因而我们家族被人们亲切地称为建筑立面的‘眼睛’。
既然家族如此重要,那么我们究竟是从何而来的呢?一般情况下,格拉斯可看作是碱金属的硅酸盐和碱土金属(钙、镁等)或金属(铅、锌、铜等)中一种或几种硅酸盐的固溶体[9],其组成大致可用下式表示:Na2O?CaO?6SiO2或Na2SiO3?CaSiO3?4SiO2。这个时候我们就不得不提到家族成员的‘出生’过程了:将砂子、纯碱和石灰石等原料按一定的比例混合,在高温熔窑中熔炼后再经冷却凝固后,新的格拉斯成员就诞生了!由于在这个过程中冷却速度很快,我们体内的微粒还来不及整齐排列为结晶格子就凝固了,所以我们是非晶态物质,这也是我们家族光线透过率极高的原因。”
格拉斯小姐顿了顿,有条不紊地讲:“近年来,随着科技的进步,各类建筑材料的性能也变得更加优越,我们格拉斯家族自然也耐不住性子,不满足现有的‘一亩三分地’,家族业务逐年扩展,家族成员也随之连年扩增:比如热膨胀系数小的硼玻璃、高强度的钢化玻璃、隔热性能优良的玻璃纤维等,各类玻璃特性各异,满足着建造的不同需求。当然啦,我也有着不少的用武之地呢!”
莱米小姐凑近了话筒补充道,“你们可千万不要被我的外表所迷惑了哦,虽然我看起来晶莹剔透,仿佛脆弱得像花瓶,实际上夹层玻璃在建筑领域的作用可大着呢,甚至可以和前面那位康瑞特先生做同样的工作。我的诞生,使多层玻璃的复合形态从理想变为了现实,同时很大程度上提高了玻璃的强度,让格拉斯最终可以成为梁、板、柱这类建筑中的受力构件。通过这种方式,再配合酸蚀、磨砂、网印、全息镀膜等先进的技术手段,在建筑师手中我可以变成建筑内的任何一个构件[4]——这让理论上更加纯粹的‘透明’建筑变为可能,建筑物可达到‘漂浮在空中’的既视感,甚至在未来产生‘隐身’的建筑。”
文章来源:《化学通报》 网址: http://www.hxtbzzs.cn/qikandaodu/2021/0426/649.html
上一篇:在化学传感器领域的应用进展
下一篇:露点蒸发冷却器效率分析