第四百九十六章 原理
第四百九十六章 原理 (第1/3页)
治理黄河，大而化之的话无非就是三点，谁来都这样，思路、方法、技术。
正所谓此一时彼一时，既然姜星火已经改变了历史，那么现在的大明跟以后的大明无论是在经济、技术还是生产力等诸多方面，肯定都是不一样的。
所以从思路上来讲，虽然直接把黄河扳回从山东丘陵上面的那条故道是最优解，但考虑到这么多年以来，黄河夺淮入海，早就跟很多本属于淮河的水系打断骨头连着筋了，那么将黄河分流，重新恢复元朝中期“大小黄河”的状态，再把淮河也从长江入海的现状纠正过来，才是第一阶段治水的理性方案。
等到黄河分流，淮河重新回到了自己的入海口，然后才能考虑第二阶段，让黄河也回到自己的入海口。
第三阶段，就是在黄河两岸建立大堤，约束黄河的泛滥。
第四阶段，则是从根本上治理黄河，也就是解决中上游的水土流失带来大量泥沙沉积的问题。
因此，如果仅仅是第一阶段的治水方案，那么在现有的条件下，虽然很有挑战性，但并非是不可能完成的任务。
或者说，哪怕聚集了十几万人进行施工，只要军队数量足够，钱给够，在待遇上不要过于苛待民夫，那么激起民变的概率都不大。
钱，姜星火自然会想办法。
而既然思路没问题，那么其实就是方法和技术上的事情。
宋礼问道：“钢筋？大明有那么多的钢材吗？我听说新式炼钢法生产出来的钢材，还要供铸炮和火铳、甲胄使用。”
姜星火摇了摇头，只说道。
“不需要那么多。”
随后，姜星火跟宋礼解释起了原理：“钢筋，顾名思义，就是用钢材来作为建筑的筋骨，给建筑提供支撑，令其更加稳定牢靠.但实际上，只需要在重点的工程里使用就行，并非是所有建筑或堤坝都要用钢筋。”
“当然了，即便如此所需要的钢也不少，但问题是，大明的铁产量其实一直都不是问题，你应该也晓得，作为专营商品，铁的产量一直跟使用量不成正比，现在大明一年炼出来的铁，恐怕能够全国好几年使用才能用完，所以很多冶铁场一直都是休息的状态，如果有治水的项目，反而能促进这些冶铁场的生产。”
“毕竟，冶铁场里面的铁锭，那可都是堆成山了，而只要焦煤足够，需要的钢材，很快就能冶炼出来，而这些钢，不需要达到跟军用同样的品质要求，只需要结实耐用就好了，所以钢筋在产量上是能得到保障的。”
现代的钢筋，其实也是起源于工业革命，正是因为钢铁工业得到了长足的进步，所以才有了大量生产钢筋的物质条件，而相应的技术，也取得了突破，让现代钢筋成为建筑业的利器。
可实际上钢筋这种东西虽然是现代才发明的，但从技术原理上，古人很早以前就意识到了这种核心支撑物，对于建筑稳定性的巨大帮助。
如果非要考古的话，古代钢筋，哦不，或者可以说“铁筋”的历史，足以追溯到古埃及时期，当时古埃及人进行建筑工程的时候，就使用了跟钢筋作用高度类似的铁筋，用来让建筑材料变得更加坚固，而这个铁筋的技术含量也并不高，说白了就是把铁矿石融化然后送入模具再冷却就行了，那时候的冶金技术水平也不够，铁的效果还不如青铜。
而同时期的华夏，也发现了类似的原理，但是华夏古代采用的则是更加容易获得的竹子，利用竹子的韧性，将其插入墙体、柱子中作为加强筋。
但是由于华夏铜铁资源一直以来都相对稀缺，所以在建筑工程中投入大量的金属资源，尤其是华夏经常需要规模极大的建筑工程，那么铜铁资源就很难满足这种海量的供给缺口了。
也正因如此，华夏一般都会选择糯米砂浆或是夯土垒石两种方法来进行建筑工程，糯米砂浆的成本也不低，但如果是国家主导的工程，却是用得起的，而且效果不错，基本等同于低配混凝土.这就是因为煮熟的糯米浆糊和石灰水的混合物，最终产物会有非常强大的黏合能力，这种黏合能力甚至能支持建筑物数百年不倒，像是修南京城墙，都是采用的糯米砂浆；至于夯土垒石，那就是把土压实称，然后靠着青砖或者大石的支撑作用来确保坚固了，大部分的建筑物都是这么建造出来的，秦朝修建长城的主要建筑材料就是夯土、砖、石、糯米贝壳混合物。
“那水泥又是何物？”
“水泥，或者说水泥制成的混凝土，你可以理解为是廉价好用的糯米石灰或是糯米贝壳。”
混凝土不是什么高端材料，从本质上来讲，混凝土就是把水泥作为胶凝材料，砂、石作集料，与水按一定比例混合搅拌获得的建筑材料，跟糯米浆拌石灰水没有本质区别。
古罗马因为能获取火山灰的原因，更早地获得了原始混凝土材料，意大利的罗马古城庞贝城就是被维苏威火山的喷发所摧毁，正是因为这场灾难，罗马人也发现了火山灰竟然能够凝固或者说“冻结”整座城市.从此以后，罗马人尝试着将石灰水与火山灰混合，然后倒入模具形成原始混凝土，并用这些原始混凝土建造坡道、梯田和道路。
但这种原始混凝土有两个弊端，第一个是对于火山灰的需求量很大，第二个是质量其实并不好，而华夏显然缺乏大量的火山灰又需要较高的工程质量，所以华夏的建筑材料没有走向这条道路。
可进入了工业时代以后，混凝土获得和制作，却比糯米浆要高效且廉价的多，称得上是物美价廉，由于其良好的承重和抗压能力，被广泛用于基础建筑结构，而混凝土配钢筋，更是起到了一加一大于二的效果因此，钢筋混凝土结构也逐渐取代了传统的砖土或砖木结构，成为建筑工程的主流方式。
“水泥是怎么制作出来的？”宋礼对此大感好奇，秦始皇修长城，用的是糯米浆和碎贝壳的混合物，而糯米浆和石灰水的混合物，则是在南北朝时期被发明出来的，一直沿用至今，如果说有一种东西能够替代成本较高的糯米浆，那么对于建筑工程，尤其是大型建筑工程的意义，一定是无与伦比的。
水泥怎么制作的，姜星火在办工厂的时候，就有所了解，现代意义上的水泥是十八世纪的英国人发明的，水泥进入中国以后被称为“洋灰”，而姜星火隔壁不远处，就有一家洋灰厂，那时候姜星火搞化工厂，没有插手水泥行业，但基本原理却很清楚。
姜星火告诉宋礼道：“水泥的原料基本就是石灰石、粘土，以及炼铁剩下的矿渣，原理就是把石灰石、粘土磨成面儿，煅烧成熟料以后，跟炼铁剩下的矿渣一起磨成粉混合，可掺混后共同磨细，也可各自单独磨细后再均匀掺混，能用细筛筐筛出来就行。”
“石灰石倒是不费劲。”
石灰石的获得确实不费劲，毕竟石灰烧制技术，从南北朝到现在都上千年了，已经非常成熟了。
“那这么说来，为什么以前没人想到弄出来这个水泥呢？”宋礼疑惑道。
姜星火笑道：“以前也没人想过焦煤能炼钢啊。”
虽然说出来可能有点不可思议，但实际上这种东西并没有太高的技术壁垒，其实更多的就是一层窗户纸没捅破罢了.就像是没人想到把煤烧一遍烧制成焦煤然后再炼铁，就能获得更高炉温冶炼出钢水一样。
现在既然钢铁冶炼技术获得了突破，就意味着钢筋已经不成问题了，那么与之搭配的混凝土，以及获得混凝土的必备材料水泥，就可以面世了，这也是姜星火交代给工坊在研究试验的重要项目之一，跟能搞钱的香水是同一优先级的。
香水是因为必须要寒冷的冬季才能制取，而混凝土之所以没有早点面世，则是因为水泥好搞，而混凝土还有一个“水灰比”的比例配方需要反复实验才能获得。
“之所以之前没告诉你，是因为水泥已经可以制取了，但混凝土还有个关键比例没有测试出来，不过假以时日，肯定是不成问题的，这个就是个穷举的过程，所耗费的无非就是时间罢了。”
姜星火所说的“水灰比”指的是拌制水泥浆、砂浆、混凝土时所用的水和水泥的重量之比，跟制作黑火药所需的材料比例一样关键，但黑火药还有个“一硝二磺三木炭”的口诀，“水灰比”的具体比例姜星火可就记不清了，毕竟不是专业搞这个的。
而没有得到标准的“水灰比”，即便是有水泥，也无法获得坚固的混凝土，反而大概率可能获得一滩烂泥。
这就是因为水灰比是影响混凝土的流变性能、水泥浆凝聚结构以及其硬化后的密实度，因而在构成材料不变的情况下，水灰比是决定混凝土强度、耐久性的最重要参数，这个比例高了或者低了都不行。
宋礼欣慰的点了点头，虽然只是听姜星火描述，但他也能大概想象出来钢筋加混凝土的作用，这种搭配，就跟竹子配合泥巴来筑墙一样，只不过钢筋可比竹子要坚固多了，而混凝土也比泥巴的黏性和牢固程度好的多得多。
“要是去年有水泥，在江南治水可能就会轻松一点了。”
出乎宋礼的预料，姜星火摇了摇头。
姜星火只说道：“光有水泥，或者用水泥制作出了混凝土，都没用。”
“都没用？”宋礼有些愕然。
“因为混凝土有一个特性就是开裂，如果说搭配砖石来建房子没问题，但是想要建造水坝或是城墙、堡垒，那就想都不用想了，而唯一能解决混凝土开裂的办法，就是搭配钢筋.可以前炉火温度不够，压根没法大规模获得钢，怎么能制作钢筋呢？”
宋礼这才明白过来，原来最重要的不是制
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