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伊朗用矿物聚合物砼对付美国钻地弹

2009/11/19 00:00 来源:中国教师报

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  由于牵涉到特立独行的法国科学家、埃及金字塔建造之谜以及美国空军研究实验室,矿物聚合物(Geopolymer)的故事应该可以成为美国畅销书作家的最新写作素材。如今,金字塔之谜可能已被解开,但又一个谜团却又出现,那就是号称无坚不摧的美国巨型钻地弹能否穿透覆盖超强度混凝土的伊朗核设施。

  古代混凝土更耐用

  矿物聚合物在技术上被称为一种合成铝硅酸盐材料,更为通俗点讲,它们其实就是“超级混凝土”或无需烧制的陶瓷制品。用矿物聚合物制成的杯子掉到水泥地上不仅不会碎,反而还能弹起来。混凝土制造技术多次失而复得。早在古罗马时期,当地人就知道如何将碾碎的石子同煅石灰和水混合起来,制造具有多种用途的建筑材料。

  罗马的万神殿号称世界上最大的无钢筋混凝土圆形穹顶建筑,如今,这栋建筑同2000年前一样地牢固。混凝土在中世纪时期并不为人所熟知,石灰砂浆是其可怜的代用品。到了20世纪50年代,一个显而易见的事实是,现代混凝土竟然没有古代混凝土那般经久耐用,当今很多建筑物都有“混凝土癌症”问题。所谓“混凝土癌症”是指因水渗透和化学作用,引起整个混凝土结构遭到破坏。

  乌克兰科学家维克多·格鲁霍夫斯基(Victor Glukhovsky)对古代混凝土配方比现代混凝土配方更耐用的原因作了调查,结果发现添加碱性催化剂能大大增强混凝土性能。格鲁霍夫斯基的研究给法国工程师约瑟夫·戴维德维茨(Joseph Davidovits)注入了灵感,后者开始探究矿物聚合物的化学特性及制造工艺。

  金字塔由人造石建造?

  戴维德维茨教授曾被授予法国国家功绩荣誉勋章,现任法国矿物聚合物研究学会主席。他最令人瞩目的理论是,埃及金字塔是由再造石(矿物聚合物石灰石混凝土的一种)而非天然石块建造。这破解了很多围绕金字塔建造的谜团。搬运一桶桶混凝土沙浆,并浇筑到适当的位置,要比搬运巨大的石块容易得多。值得注意的是,对金字塔建材样本的最新X光线和显微镜研究支持金字塔是由人造石建造的理论。

  矿物聚合物用作建筑材料经历了一个漫长的过程。建筑商一般都倾向于使用存在数十年且各种特性被充分了解的材料。美国空军是第一批想“吃螃蟹”的机构之一——在最新一期《国际国防技术》杂志上,一篇论文谈到了矿物聚合物在军事领域的应用。例如,以矿物聚合物为主要成分的混凝土Pyrament便于快速修复和建设机场跑道。仅仅建成数小时之后,Pyrament跑道就可以迎接重型飞机的到来,达到常规混凝土需要几天才能企及的强度。

  美国空军研究实验室为有关矿物聚合物在建跑道、制造绝缘材料、火箭喷嘴和其他方面的研究提供了资金。它甚至作为一种可在太空极端环境下粘合卫星零部件的专用胶水被开发出来。然而,美国对这种技术并不具有垄断性。两年前,军事和防卫博客网站“威胁空间”(Danger Room)披露,伊朗科学家正在研制超高强度人工合成混凝土。颇具讽刺意味的是,伊朗的地下核设施就是用高硬度混凝土建的。

  巨型钻地弹名不副实

  德黑兰大学土木工程系拥有自己的建筑材料研究所,常以英文罗列出其研究成果。据报道,该研究所对各类混凝土制造技术展开了大量研究,如纤维增强混凝土和具有超高电阻率的混凝土。伊朗科技大学还以英文对外展示了一些研究成果,包括大量矿物聚合物混凝土新配方的专利。显然,伊朗当前已掌握了制造新型混凝土的技术,唯一的问题是,伊朗是否在这一领域还有其他不为人所知的研究项目。

  美国五角大楼研制的巨型钻地弹(Massive Ordnance Penetrator)原本被认为可以穿透200英尺(约合60米),每平方英寸用料5000磅的混凝土结构,但事实上只能穿透25英尺(约合7.6米),每平方英寸用料1万磅的混凝土结构。

  研制强度更大的混凝土或许是真正的挑战。早在第一次世界大战期间,军舰的装甲就是用新型钢筋制造的:这种装甲的硬度非常高,早期穿甲弹根本无法将其破坏。军事历史记录了很多攻防双方优势相互转换的案例:这种现象可能会再次发生在新型混凝土技术身上。


(中国混凝土与水泥制品网 转载请注明出处)

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