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。”