本专栏是材料学科著名的入门科普读物——《迷人的材料》的精华提炼，作者将原书18万字阅读多遍并浓缩至9千字，每节介绍一种材料和它背后的故事，共10节，适合中国读者阅读习惯，可节约大量时间，帮助您快速理解材料科学概念。
从太空俯瞰人类文明，其实可以说是“混凝土”文明，高楼大厦桥梁建筑，都是由钢筋混凝土构成的，那么“混凝土”究竟是什么？为什么会有这么广的应用？
先从水泥说起我们通常说的“混凝土”全称是“水泥混凝土”，工人师傅按比例，将水泥中混入了砂石，就是“水泥混凝土”了。
所以，水泥是什么？
水泥的性质很有意思，水泥粉末加水搅拌后会形成黏糊糊的“浆料”，而当水分逐渐挥发，水泥就成了非常坚硬的材料了。
水泥主要成分是“硅酸钙”，当加入水之后，钙和硅酸分子溶解后，会形成一种非常类似于有机分子的晶体结构，形成水合硅酸钙纤维并且不断生长。
这样，就形成了一张大网。
所以如果这时是混凝土的话，这张大网会把砂石也牢牢抓住。
这一类材料，其实有个名字，叫“凝胶”。
凝胶凝胶是半固体的流质，果冻就是一种凝胶，大多数牙膏也是。
果冻胶化是因为有明胶，而水泥胶化是因为有水合硅酸钙纤维。
凝胶的内部，都会存在一张大网，把水分子锁在里面，所以也叫“水凝胶”，当然也有的没有水的凝胶，那样称为“干凝胶”或“气凝胶”。
钢筋混凝土古罗马人其实已经学会使用混凝土材料了，但是却没有更广泛地应用起来，为什么呢？
主要因为没有解决混凝土的“脆性断裂”问题，这种材料可以堆起来抵抗压力，比如柱子/圆顶或地基上，但是建筑中不乏大量的需要抵抗弯曲应力，比如横梁或者悬空的楼面，这里时间一长混凝土就会产生裂纹，尤其是地震带来的晃动，更增加了危险。
钢筋混凝土有效地解决了这个问题，钢材料有强大的抵抗弯曲应力和拉伸应力的能力，与混凝土可以说是珠联璧合！
还有更神奇的钢筋与混凝土毕竟不是相似的材料，它们之间会不会像油跟水一样，“互不混合”呢？
奇妙的是，混凝土中的硅酸钙纤维竟然不仅能吸附石头，还能吸附金属，太不可思异了。
还没完，对于建筑来说，常年经受气温的冷热变化，会发生材料的热胀冷缩，如果钢筋和混凝土的热膨胀系数不一致，那可坏了，两者早晚会逐渐剥离开来的。
不过说来也是太过于巧合了，这两者膨胀系数几乎完全相同！简直是个奇迹！
建材的成本很重要做为建筑材料，成本低是很重要的，混凝土本身的制造成本非常低，每吨几百块钱绝对是世上最便宜的建材了。
使用起来也非常方便，一个工人只要有混凝土搅拌机，几周内就能独力完成地基墙壁楼面和屋顶，对于高层建筑，也不需要工人采用升降设备进行搬运，由于是浆料，所以采用的是浇注的办法，效率极高。
自愈合混凝土混凝土也会遇到威胁，比如，水渗入后会侵蚀钢筋，导致铁锈会在内部扩散形成裂纹。
科学家们研制了一种“自愈合混凝土”，掺入了一种杆菌，这种杆菌平常就被束缚在混凝土的大网中，如果有裂纹有水，它们就会醒过来寻找食物，它们吃掉混凝土里的淀粉后生长繁殖，并分泌方解石，把裂隙填满。
实在是巧妙得不得了。
自洁净混凝土目前通常的建筑手法，就是用钢筋混凝土去制造建筑的主体，然后再用其它材料把混凝土包起来，为啥？
就是因为大家觉得混凝土露在外面不干净不好看呀。
最新的发明叫做“自洁净混凝土”，方法是掺入了二氧化钛粒子，这些粒子吸收阳光中的紫外线后，就会产生自由基，分解沾上它们的有机污垢，再由风雨带走。罗马的千禧教堂就是用这种材料建起的。
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