廉慧珍

（清華大學土木水利學院，北京100084)

1 樹木和森林

人人皆知，森林由樹木組成，但是并非種了大量的樹木就能形成森林。多年以前，《中國青年報》曾刊登過一則驚人的報道，題為《綠色長城的垮塌》，內(nèi)容摘要如下：

20 幾年投資上百億資金營造了綿延千里的三北防護林，但是由于沒有顧及當?shù)氐乃?、氣象和地貌的條件以及適地、適樹、適草的自然規(guī)律，單一品種的楊樹發(fā)生蟲害時無法抵御，一倒一大片。許多楊樹長成不死不活的 “小老頭樹”，達不到防護效果。因此北京每年春天仍要迎接沙塵暴。

當然，此后我國已正在改造治理。

這樣問題的出現(xiàn)，從根本上來說，是緣于一種分解論方法。

天然森林的特點是長期形成完整的、穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)：茂密的林冠──灌木叢──草本層──落葉層和苔蘚植被，相輔相成，形成一種大自然的發(fā)展的生物鏈，能保持水土和營養(yǎng)，保護生物的多樣性和可再生資源，具有自我調(diào)節(jié)和抵御外來因素破壞的自我保護機制，在受損時有很強的自我修復及還原的功能。

人造林的失敗就在于 “南方沙家浜(沙木)，西北楊家將(楊樹)，東南馬家軍(馬尾松)，東北蓮花落(落葉松)”的單一品種：沒有不同高度植物的互補，地表植被差，水土保持能力弱；單一樹種無法給不同動物提供適宜的生存和繁衍的環(huán)境，生物多樣性水平極低；缺少落葉改良土壤，營養(yǎng)循環(huán)過程被阻斷，土壤營養(yǎng)日益匱乏；生態(tài)狀況脆弱，缺少病蟲害的天敵；隨著樹木的成長，單一元素在土壤中高度聚集易產(chǎn)生毒素。在狹隘的經(jīng)濟利益驅(qū)使下，巴西亞馬遜雨林和我國云南、海南，“用經(jīng)濟林代替雜木林”，大量熱帶雨林被砍掉，種植橡膠、香蕉等經(jīng)濟作物。在種植橡膠樹時，為了高產(chǎn)而嚴格清除林下植物，結(jié)果引起水土流失甚至山洪爆發(fā)的災難。

人們處理任何事物都是基于對客觀世界的認識。事物的發(fā)生和發(fā)展都有其客觀規(guī)律，但是對客觀規(guī)律的認識和研究的方法有關(guān)，而研究方法和思維方法有關(guān)。思維和研究的基本方法是整體論和分解論(又稱還原論)。森林是由樹木組成的，但是并不是種了樹就一定成林，而是要根據(jù)“當?shù)氐乃?、氣象和地貌的條件以及適地、適樹、適草的自然規(guī)律”規(guī)劃建設(shè)。這就是整體論的方法，而分解論的方法則是“只見樹木不見林”。然而，畢竟森林由樹木組成，按自然規(guī)律認真研究每一種樹木的特性和生長規(guī)律，保證成活率，是造林的先決條件。20 世紀以來，相對論、量子論和系統(tǒng)論的出現(xiàn)，認為世界是非機械的、相互聯(lián)系的、不可分解的有機整體?？茖W家開始看到整體論的重要性。這兩種方法有什么區(qū)別、什么關(guān)系？如何取舍？這是涉及人們認識世界的重要問題。

2 混凝土工程中分解論和整體論

2.1 分解論（又稱還原論，Reductionism）

分解論是一種把復雜的系統(tǒng)（或者現(xiàn)象、過程）分解為其組成部分的過程。分解論認為復雜系統(tǒng)各個組成部分的行為可以反映系統(tǒng)的性質(zhì)，將系統(tǒng)簡化成各個要素,分別研究其主要行為和性質(zhì)，然后將這些性質(zhì)“組裝”起來形成對整個系統(tǒng)的描述。例如，從對水泥熟料單礦物水化的研究，來研究水泥的水化，用以指導混凝土材料的工藝；又如在研究影響混凝土性質(zhì)的諸多因素中，每次只變動一個因素的研究方法等等。分解論是研究本質(zhì)，是科學發(fā)展所必須的，但不是最終的和整體的，其研究的結(jié)果不能直接用于整體。例如據(jù)Goldman A 和Bentur 報道，在0.33 的相同水灰比下，硅灰摻量對砂漿標準養(yǎng)護試件的抗壓強度影響很小，而對混凝土則影響顯著，見圖1[1]所示。如果按分解論的觀點，水泥砂漿由水泥漿體和砂子組成，混凝土由砂漿和石子組成，砂子和石子都是惰性的,那么水泥砂漿的性質(zhì)就能代表混凝土的性質(zhì)，而按整體論來看，混凝土和砂漿的區(qū)別在于因石子的存在而多了一個組分相，即和石子的界面，如圖2 所示。盡管水泥砂漿也存在界面問題，而砂漿和石子組成混凝土后，漿體和石子的界面要比和砂子的界面在尺度上和作用上要大得多。當水泥中摻有不同混合材時，這種差別在宏觀上就表現(xiàn)得更加明顯。

圖4 不摻粉煤灰的不同強度混凝土強度發(fā)展[3]

圖5 摻粉煤灰的不同強度混凝土強度發(fā)展[3]

當混凝土已澆筑并硬化成構(gòu)件后，就無法知道其內(nèi)部究竟發(fā)生了什么。這時，就需要分解論了，而分解論方法是否可行，還是方法的問題。例如，當前水泥混凝土的檢測都是按各自的標準條件進行的，將這樣檢測出的結(jié)果用于評價工程構(gòu)件中混凝土的性質(zhì)進行驗收。這是一種以“靜止的、孤立的”觀念的分解。實際上，這樣把混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件分解成小試塊后，其所處環(huán)境條件都不一樣了，工程中的構(gòu)件尺寸比實驗室小試件的大得多，水泥水化產(chǎn)生的熱量使混凝土內(nèi)部的溫度很高，和實驗室標準條件下小試件實驗的結(jié)果有很大的差別。因為混凝土構(gòu)件從表面到內(nèi)部的溫度是變化的，按照監(jiān)測實際構(gòu)件中的溫度變換混凝土試件養(yǎng)護水的溫度，則檢測該養(yǎng)護條件下混凝土的強度，就可以反映實際構(gòu)件中混凝土強度。如圖3 所示為水膠比為0.4 的混凝土，分別摻入粉煤灰0%、30%、40%、50%和60%，當溫度≤20℃時，各組混凝土抗壓強度均隨齡期而增長；當溫度達到40℃時，摻粉煤灰的混凝土抗壓強度均隨齡期而增長，而不摻粉煤灰的混凝土在7 天以后增長減速；當溫度達到85℃時，摻粉煤灰的混凝土抗壓強度仍均隨齡期而增長，而不摻粉煤灰的混凝土則在7 天以后，其抗壓強度隨齡期而下降。該試驗應當也屬于分解論方法，是一種用實驗室小試件對結(jié)構(gòu)構(gòu)件中混凝土的模擬實驗。當前較大尺寸構(gòu)件混凝土內(nèi)部溫度遠高于20℃，對于不摻粉煤灰的混凝土，用實驗室標準試驗的強度驗收是不安全的；對于粉煤灰摻量大于30% 的混凝土，用標準試驗強度驗收則是保守的。

上述實驗方法是在恒溫條件下進行的，而實際構(gòu)件并非恒溫。實際工程中的混凝土溫度不僅不同于標準條件的溫度，而且在澆筑的初期，依混凝土的原材料、配合比、構(gòu)件尺寸和環(huán)境溫度而不同，隨環(huán)境溫度而波動。實測構(gòu)件內(nèi)部溫度發(fā)展歷程，跟蹤變換養(yǎng)護水溫度[2]，應該能更準確地了解構(gòu)件混凝土的強度發(fā)展。雖然，一方面，養(yǎng)護溫度的變換滯后于構(gòu)件混凝土溫度信號的傳遞；另一方面，試件內(nèi)部溫度的變換滯后于養(yǎng)護水溫度的變換。由于只能如此“跟蹤”而非同步，所測構(gòu)件內(nèi)部混凝土強度隨溫度的發(fā)展也是滯后的。然而，畢竟是一種整體論的思維，在定性上亦可以指導生產(chǎn)。Dhir R K和Jonesmann M R 配制相同強度等級的C20、C40 和C60 摻粉煤灰和不摻粉煤灰的混凝土，用跟蹤養(yǎng)護的方法（temperature match condition）和標準養(yǎng)護方法檢測其強度隨齡期的發(fā)展，分別示于圖4 和圖5[3]。由圖4 和圖5 可見，不摻粉煤灰時，C40 以上的混凝土在齡期為3 天以前、C20 混凝土在7 天以前，跟蹤養(yǎng)護強度都比標準養(yǎng)護強度高，此后，則標準養(yǎng)護的強度都比跟蹤養(yǎng)護的強度高，強度等級越高、齡期越長，高得越多；摻粉煤灰時，各強度等級混凝土跟蹤養(yǎng)護的強度始終高于標準養(yǎng)護的強度，強度等級越高差別越大。在過去，混凝土不摻用礦物摻和料而強度等級普遍較低時，根據(jù)實驗室標準條件養(yǎng)護的試件強度進行驗收，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計時引入安全系數(shù)，影響還不是很大?，F(xiàn)時混凝土強度普遍提高，更加之構(gòu)件尺寸的增大、水泥水化發(fā)熱量的提高等因素，分解論的驗收方法，就會影響或者混凝土不摻粉煤灰時結(jié)構(gòu)的安全性，或者摻粉煤灰時的經(jīng)濟性。

2.2 整體論(holism，又稱機體論，organismic model)

整體論認為整體不等于組成部分個體的簡單算術(shù)和，即，由部分構(gòu)成整體時，出現(xiàn)組成部分所沒有或?qū)M成部分來說無意義的性質(zhì)，同時失去組成部分單獨存在時所具有的某些性質(zhì)。例如玻璃纖維布和樹脂熱壓制成的玻璃鋼，不再具有玻璃的性質(zhì)（例如透明）和樹脂原有的性質(zhì)（例如可塑性）而成為一種新的材料。系統(tǒng)的整體性質(zhì)或功能是由各組成部分相互聯(lián)系和作用所造成。單個組成的性質(zhì)無法解釋整體的行為。例如，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不等于混凝土各項“耐久性指標”之和。不同層次系統(tǒng)的規(guī)律不能簡單地外推。其原因是：

2.2.1 條件的簡化── 環(huán)境交互影響的忽略

環(huán)境的交互作用不一定都是加劇，也可能是減弱。例如硫酸鹽和鎂鹽同時存在時，會加劇對混凝土的腐蝕，而在海水中的硫酸鹽的腐蝕可因氯鹽的存在而減弱；相同的交互作用在不同環(huán)境中也可以不同，例如硫酸鹽與其和C3A 反應生成的水化硫鋁酸鈣，在海水中因氯鹽的存在，其溶解度增大而被析出并被帶走，混凝土可不發(fā)生膨脹；在不流動的含氯鹽地下水中則不能被析出，就會引起膨脹。加劇的交互作用不是簡單的疊加，不同介質(zhì)作用一般不是同時發(fā)生的,不存在什么“耦合*作用”。例如鋼筋必須在高堿性溶液中保持化學穩(wěn)定。一般認為，混凝土碳化可減少混凝土孔溶液的堿度，對保護鋼筋會不利。實際上，混凝土碳化和鋼筋銹蝕的條件不同，不會同時發(fā)生，未必混凝土碳化就一定引起鋼筋銹蝕。如由圖6 所示，相對濕度40%～70%是最適合碳化的條件，由圖7 可見，相對濕度低于70%時，鋼筋銹蝕速率極低；在相對濕度95%～97%之間，幾乎呈線性增大，相對濕度超過97%之后，則又隨相對濕度的增大而急劇下降，在相對濕度100%時，鋼筋銹蝕速率又極低；鋼筋銹蝕率最大時，碳化則甚微；碳化深度最大時，鋼筋銹蝕速率極低。這可解釋北京拆除50 年代建造的舊房碳化已達鋼筋表面，鋼筋卻無顯著銹蝕的現(xiàn)象。那些鋼筋已銹蝕嚴重的構(gòu)件，經(jīng)查證都是當時為了趕工期而使用了氯鹽作早強劑。（圖6、圖7 來自陳肇元講座的引用）

2.2.2 過程的強制性

混凝土在大氣中的劣化是個很緩慢的過程，為了盡快得知混凝土抵抗環(huán)境作用的能力，作為優(yōu)化時的對比，需要在實驗室的標準條件下進行快速實驗，這時的條件相對于自然條件，基本上都是強制性的，例如：

凍融循環(huán)：在實驗室中的實驗，凍結(jié)速率可大于6℃/ h，最大可達數(shù)十℃/ h，而在大氣中的凍結(jié)速率則很少超過2℃/ h；在實驗室中的實驗，試件都為含水飽和，而在大氣中，不同環(huán)境和部位有不同的飽水程度。飽水程度達到85%以前，永遠凍不壞，只要水飽和度達到90%以上，便很快就會凍壞(見圖8)[4]。在影響混凝土受凍融破壞的環(huán)境因素中，嚴寒地區(qū)冬季因氣溫很低，凍后難融，而有的地區(qū)冬季氣溫并不比寒冷地區(qū)的低，而凍融循環(huán)次數(shù)有時可能比寒冷地區(qū)的凍融循環(huán)次數(shù)還多，則凍融循環(huán)次數(shù)會比最低溫度更重要。在寒冷地區(qū)，避免混凝土早期受凍結(jié)更為重要。因為混凝土在早期（28 天左右）內(nèi)部含水飽和度高，或者因孔隙率較大而易為水飽和，這就是在將出臺的《結(jié)構(gòu)混凝土性能技術(shù)規(guī)范》中，做 “寒冷地區(qū)混凝土應在受凍前混凝土的強度應≥10MPa，……開始受凍時的齡期應視當時氣溫而定，應至少提前1 個月澆筑完畢”這樣規(guī)定的理由。此外,按現(xiàn)行規(guī)范進行的抗凍融循環(huán)性試驗,所用小試件是在實驗室相對規(guī)范得多的條件下成型的，并標準養(yǎng)護至28 天，在實際工程中，基本上沒有養(yǎng)護28 天的混凝土，而且，由于現(xiàn)場施工條件的影響，混凝土只有經(jīng)過現(xiàn)場的澆注、振搗、收面、養(yǎng)護才完成最后構(gòu)件，實驗室的標準條件并沒有考慮這種工藝的差別。

圖8 混凝土飽水程度與抗凍性指數(shù)DF 的關(guān)系[4]

碳化：現(xiàn)行標準中規(guī)定混凝土碳化的試驗是將標準養(yǎng)護至28 天的試件在碳化箱中進行強制碳化，碳化箱條件是CO2濃度 20%，溫度20 ℃，相對濕度（65±5）%，而大氣中CO2濃度平均約 0.04%，溫度和濕度都是變化的，而且在實際工程中，沒有養(yǎng)護28 天的混凝土。不養(yǎng)護或養(yǎng)護齡期很短的混凝土自然碳化，和養(yǎng)護28 天的混凝土強制碳化的規(guī)律完全不同。更何況對于當前普遍使用礦物摻和料的混凝土，不同品種礦物摻和料對混凝土在自然界溫濕度變化條件下碳化行為的影響更加復雜，標準條件下的強制碳化無法反映該影響的規(guī)律。

堿-骨料反應：為了檢測骨料的堿活性，常使用含堿量很大的水泥，例如人為地增加堿含量；為了檢測摻混合材的水泥是否會發(fā)生堿骨料反應，常使用堿活性很高的骨料，例如生產(chǎn)石英玻璃的下腳料。這種極端的條件在實際工程中往往是達不到的；即使混凝土中骨料具有很強的堿活性，同時有很大的含堿量，如果環(huán)境無水分的供應，也不會發(fā)生堿-骨料反應。堿、活性骨料和水三者同時存在是發(fā)生堿-骨料反應的必要而充分的條件。缺少其中任一項都只是必要而不充分。美國墾務局的Richard W. Burrows 曾從1946 年開始，在美國克羅拉多州的青山壩對使用27 種水泥的104 種混凝土胸墻面板進行了53 年的觀察、實測和研究。在澆筑面板時曾在壩頂每間隔2.1 m 埋設(shè)黃銅插件，隨后用尺寸穩(wěn)定的鋼尺和30 倍顯微鏡進行量測（精確至0.05mm）。觀察中發(fā)現(xiàn)，使用高堿水泥的混凝土在僅18 個月之后就開裂了，經(jīng)38 個月之后，出現(xiàn)了大量的地圖狀裂縫，但量測結(jié)果卻并沒有膨脹發(fā)生。由于104 塊混凝土板無一膨脹，可以斷定這是一種干燥收縮現(xiàn)象[5]。在我國也發(fā)生過類似現(xiàn)象。北京西直門的老立交橋在拆除后，檢測開裂漏水處的混凝土，發(fā)現(xiàn)骨料有堿活性，水泥中堿含量也高，但是沒有發(fā)現(xiàn)有堿-骨料反應的產(chǎn)物，其劣化的主要原因是干濕交替、溫度變化、雨水滲透、除冰鹽、凍融循環(huán)等對施工質(zhì)量差的混凝土的交互作用。

氯離子在混凝土中的擴散系數(shù)：除了自然浸泡法以外，都是強制進行的──或者施加電場，或者真空飽鹽。此外，由于條件的差異，有時還要進行一些假設(shè)，如氯離子擴散系數(shù)，無論何種方法檢測，最后都是按Fick 定律(在一定假設(shè)的條件下)計算出來的。Fick 定律主要的假設(shè)就是離子擴散的介質(zhì)是均勻的，而即使成型規(guī)范的混凝土也是高度的非均質(zhì)體。自然浸泡法因為是在自然條件下的試驗，被認為直觀的就是可靠的，很容易被理性的人接受。但是用浸泡法試驗的數(shù)據(jù)計算的氯離子擴散系數(shù)卻仍然用Fick 定律。混凝土不僅是非均質(zhì)體，而且其微結(jié)構(gòu)隨環(huán)境（主要是溫、濕度變化）和時間（齡期）而變化，具有不確知性，是從空間到時間上的不均勻。按照相同的方法得到的氯離子擴散系數(shù)用于優(yōu)化混凝土材料是可行的，但是用于計算結(jié)構(gòu)物的服役壽命則也只能是用于對比優(yōu)化。有人以此計算出某結(jié)構(gòu)物服役壽命為一百零幾年，這樣準確定量地預測混凝土結(jié)構(gòu)耐久性反而是不科學的。

2.2.3 狀態(tài)的差別

在實驗室試驗是用標準成型和標準養(yǎng)護的小試件，三向無外部約束、無宏觀缺陷，考慮承載的作用時也是單向受壓；而在結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部混凝土處于三向約束和變化的溫度下，存在可見與不可見的原始缺陷，而且承受荷載時，不同構(gòu)件的不同部位應力狀況不同。

試件尺寸不同也造成檢測結(jié)果的差異，例如對混凝土干燥收縮性能的試驗，因試件尺寸的不同，失水速率和失水程度都不同,則干縮變形率也不同（圖9）[5]；實驗室用的標準試件尺寸一般使用100×100×550mm3，遠小于工程中構(gòu)件的尺寸，所檢測的混凝土干燥收縮值不能代表結(jié)構(gòu)中混凝土的干縮變形。由于尺寸差別大，混凝土內(nèi)部溫度差別也大，會造成其他性質(zhì)的差別。極端的實例是水工結(jié)構(gòu)的大壩混凝土，由于其體積之大，水泥用量增減1kg 都會對整體造價有很大影響，出于經(jīng)濟性的考慮，都盡量減小水泥用量；同時也為了盡量降低混凝土的溫升而必須盡量降低水泥用量。為此，大壩混凝土使用的石子最大粒徑會超過40mm 甚至達80mm、120mm、150mm。有時還要向已澆注的拌和物中拋填毛石。驗收檢測該混凝土強度和抗?jié)B性時，則先剔除大于40mm 的石子后才成型。實踐證明這樣的實驗室檢測結(jié)果與大壩實體混凝土的相去甚遠。由于界面的影響，尤其是較高水膠比的混凝土，在理論上，骨料粒徑越大，界面過渡層這個混凝土中的薄弱環(huán)節(jié)的厚度越大，因此，對于相同水膠比來說，混凝土的抗壓強度和抗?jié)B性隨石子粒徑的減小而提高；如果漿體量很少，而骨料粒徑又很大，則骨料之間距離很小，界面過渡區(qū)幾乎可以替代漿體，剔除大石子后混凝土的微結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與壩體中的都會有很大差異。這就是分解論的結(jié)果。即使采取鉆芯取樣的檢測，仍然有實驗室混凝土和大壩混凝土之間缺乏相關(guān)性的問題，1984 年J. M.Rapheal 就曾報道過一個無法解釋取自大壩的芯樣抗拉強度損失的疑團。經(jīng)過漫長的調(diào)查之后，發(fā)現(xiàn)芯樣在運往實驗室期間，稍有干燥和表面裂縫所造成抗拉強度的下降高達50%（資料來源為覃維祖講座中所引用）?，F(xiàn)時混凝土抗壓強度和抗拉強度的關(guān)系和過去在較低混凝土強度等級時的不同，強度等級越高，抗拉強度與抗壓強度的比值越小；實驗條件對抗壓和抗拉強度的影響也不一樣，例如凍融循環(huán)后，抗拉強度損失比抗拉強度損失顯著。

3 分解論和整體論的關(guān)系

現(xiàn)代科學技術(shù)活動規(guī)模擴大和工程技術(shù)復雜程度提高的速度空前，使自然科學、技術(shù)科學以及社會科學之間整體性聯(lián)系的特點日益突出。該特點在土木工程領(lǐng)域也已顯現(xiàn)──工程的功能復雜化對技術(shù)進步的要求、原材料的變化和資源的日益短缺對混凝土技術(shù)的挑戰(zhàn)、觀念和思維方法相對于時代發(fā)展的落后，等等。表現(xiàn)在土木工程中，尤其是混凝土這種復雜體，實驗室分解研究的結(jié)果只反映混凝土材料本征特性的那些物理、力學性質(zhì)指標都不能代表混凝土結(jié)構(gòu)的服役行為，而且，在實驗室，更無法量化和檢測出混凝土那些只有在工程的活動中才能發(fā)生的行為、表現(xiàn)與效果（即英文中的“performance”），例如耐久性和施工性。這是由總是處在復雜變化環(huán)境中的混凝土內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的復雜性所決定的。實驗室分解研究的結(jié)果只反映材料相對的固有性質(zhì)。在自然環(huán)境中幾乎沒有由單一因素造成的劣化，能給工程帶來好處的措施，必然也會同時存在某些不利因素，必須因地制宜、因事制宜、因時制宜、因人（使用者的素質(zhì)）制宜，因此分析和處理混凝土結(jié)構(gòu)工程問題，必須用整體論觀點和方法。

然而，不管有多么復雜，總是有規(guī)律的，需要不斷地去探索、研究。當人們需要“知道究竟”的時候，就需要對復雜的事物進行剖析，去“刨根問底”，則研究機理主要是用分解論的方法。問題在于，不能把整體論和分解論對立起來而互相排斥，整體論和分解論相互結(jié)合，才能既能知其然而又能知其所以然；知其然后才能確認其然。例如當萘系高效減水劑問世之后，正是科技人員研究了其成分和結(jié)構(gòu)及其在水泥中的作用機理，人們才敢用，并逐漸了解了其使用的針對性而得以推廣；對水泥水化機理的研究盡管至今還有很多問題不清楚，畢竟對混凝土的制備和應用起了很大的作用。如果行動先于研究，則必然會因盲目而走入歧途。 對人體有害的“瘦肉精”曾經(jīng)被大力推廣就是一例。現(xiàn)在有人在推廣某種產(chǎn)品時，為了狹隘的商業(yè)利益，只做“對混凝土性能改善”的宣傳，而回避其成分和本征特性；對機理的“研究”只將一些推測的闡述或者皮毛的概念用來“點綴”蒙混。即使有證明在指標上是無害的甚至是改善的，對混凝土材料這種高度復雜的體系來說，也不能只看重短期的影響。整體論并不是只重表象不問實質(zhì)，分解論也不是不研究元素之間的相互聯(lián)系。

對于基礎(chǔ)性研究，分解研究是必要的，是迄今自然科學研究的最基本方法。正如對人體的研究，不僅研究到細胞，還一直研究到基因，但是應當正確地簡化，不能使用不可能存在的條件，并且不能做簡單的外推，甚至夸大。例如在水灰（膠）比對混凝土收縮的影響時，從文獻中查到有人說“水灰比對干縮的影響很大”，有人說“水灰比在0.35 到0.50 間變化對混凝土的干縮影響不大”, 還有人認為水灰比可能間接地影響混凝土干縮，等等，莫衷一是。實際上這就是個方法問題。在試驗時，所設(shè)條件不同會得出不同的結(jié)果。混凝土中骨料的線脹縮系數(shù)約是水泥漿脹縮系數(shù)的兩倍，影響混凝土干縮的主要因素是骨料品種和用量。因此當骨料品種一定時，并在相同水灰比下，漿骨比是影響混凝土干縮的主要因素；對于水泥漿體來說，其干縮是由于失水而引起，因此當混凝土骨料品種和用量都一定時，水灰比是影響干縮的主要因素。試驗時，就必須在水灰比、漿骨比（嚴格來說還有砂率）、骨料品種諸因素中，只改變一個因素而固定其他，才能知道各因素影響的程度；如果改變水灰比的做法是增減用水量而不變水泥用量，或增減水泥用量而不變用水量，則會同時引起漿骨比（體積比）的變化，試驗結(jié)果不能說明各因素對混凝土干縮影響的程度。此外，與測驗方法也有關(guān)──例如什么時間拆模測初長？從圖10[4]可見，混凝土干縮值隨水灰比增大而增大，而混凝土自收縮值則隨水灰比增大而減小。自收縮在混凝土初凝后就開始，當試件硬化以后測初長時，已產(chǎn)生了一定的自收縮，此后再繼續(xù)測長，就會得到干縮和自收縮造成的總收縮值，于是就出現(xiàn) “水灰比在0.35到0.50 間變化對混凝土的干縮影響不大”的假象。當水灰比小于0.3 時，自收縮更加敏感，繼續(xù)降低水灰比時總收縮會增大。這個例子說明，分解試驗的結(jié)論必須明確實驗的條件，用于不同目的的解釋。

自1968 年美籍奧地利人、理論生物學家L.Von.Bertalanffy發(fā)表專著：《一般系統(tǒng)理論：基礎(chǔ)、發(fā)展和應用》(《General System Theory; Foundations, Development, Applications》）后，開始形成了一個新興的科學，把整體論和分解論結(jié)合了起來。

正如錢學森所說：“我們所提倡的系統(tǒng)論，既不是整體論，也非還原論，而是整體論與還原論的辯證統(tǒng)一，是更高層次的東西，即我們的系統(tǒng)論既要包括整體論，也要包括還原論?！毕到y(tǒng)論的基礎(chǔ)是辯證法，把整體論和分解論割裂開是違背辯證法的，也就違背了系統(tǒng)論。不能認為只有在宏觀層次上的研究才是整體論，實際上在物質(zhì)的基本粒子研究中同樣也需要整體論的思維，量子論就是最好的實例。不能認為分解論是科學的而整體論只是憑經(jīng)驗。什么是科學？科學的本質(zhì)是人類對客觀世界規(guī)律的認識，是一種知識體系。經(jīng)驗是經(jīng)歷和體驗、驗證的意思，無論是分解論還是整體論，經(jīng)驗都是重要的。牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力，絕不是因為蘋果掉到他頭上這一次經(jīng)歷。同樣，如果認為整體論是萬能的而分解論是脫離實際的、無用的，就會丟掉某些可能是很重要的信息。分解研究時，要有整體論觀念，整體研究時，要知其然又知其所以然。重要的是，研究的動力是人們了解世界的欲望和解決實際問題的需要，無論是分解論還是整體論研究，都不能從雜志縫里找題目，否則都會脫離實際。應提倡的是，重視基礎(chǔ)性研究，按整體論觀念用以指導工程的研究和實踐。中鐵十八局的楊雄利，受T.C.Powers 關(guān)于“不能使硅酸鹽水泥完全水化”和R. W. Burrows 關(guān)于混凝土養(yǎng)護的觀點的啟發(fā)，對當時生產(chǎn)管片的養(yǎng)護工藝產(chǎn)生懷疑，經(jīng)在生產(chǎn)實踐中大量的對比試驗，取消了原來工藝中無效或可能不利的環(huán)節(jié)，養(yǎng)護工藝優(yōu)化后，取得了顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益[6]。山東高速青島公司的郭保林在青島海灣大橋工程中使用了透水模板襯里，并對使用和不使用該模板襯里的混凝土進行模擬的對比試驗，結(jié)果表明該模板襯里有既排水又蓄水、保水的功能，可基本消除毫米級的可見氣泡，且可提高混凝土表面密實度，顯著改善鋼筋的混凝土保護層早期表面質(zhì)量；使用不同來源的透水模板襯里的混凝土，與常規(guī)鋼模板的相比，齡期3 天時表面硬度提高率可達40%以上，隨齡期而下降，14天下降到30%以下，180 天一直到540 天，基本穩(wěn)定在6%～8%。這是由于透水模板襯里的作用使混凝土表面水膠比降低，并得到充足的水養(yǎng)護，富集在表面的細水泥顆粒水化迅速而充分，“早長晚不長”而使表面增強穩(wěn)定下來[7]。這種研究為嚴酷環(huán)境下重大混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工提供了可靠的依據(jù)。

4 結(jié)束語

（1）思維方法是哲學層次的方法，哲學是一門科學，是指導一切科學的科學，也是人們在實踐中認識到的客觀規(guī)律，用不同的思維方法會得到不同的結(jié)果。當前存在的傳統(tǒng)思維、從眾思維和機械思維等思維方法常會形成一種思維的定勢，阻礙人們正確的認識和判斷。運用辯證思維就可以較深刻地認識而遵循客觀規(guī)律進行分析和決策。

（2）應當將分解論和整體論兩種方法結(jié)合起來，而不是相互排斥，互相否定，當然也不是簡單地從形式上的合作。這種結(jié)合的實質(zhì)就是運用辯證思維分析和處理，就像是中西醫(yī)結(jié)合一樣，并不是用西醫(yī)的手段診斷后再開出一些中成藥方去治療那樣簡單的拼裝。對待混凝土這樣復雜的體系，其復雜程度可以與人體相比，一個高明的中醫(yī)一生中所開出的藥方不會都是一樣的，混凝土也不能一種強度等級用一個配合比?，F(xiàn)代“不確定性科學”理論應當也適用于混凝土。

（3）按整體論的觀念，不能脫離工程而孤立地看待混凝土材料，首先要按工程需要優(yōu)選和控制原材料，然后優(yōu)化配制出具有合格實驗室指標的混凝土拌和物，最后必須經(jīng)過正確的澆筑、振搗、收面、養(yǎng)護等工藝，才能完成整個混凝土工程。三個環(huán)節(jié)互相影響、互相聯(lián)系，每個環(huán)節(jié)都“好好做”，就能保證工程質(zhì)量。離開工藝過程的混凝土材料是沒有意義的。

[1]Goldman A，Bentur A. Bond Effects in High Strength Silica Fume Concrete, quoted by Bentur in paper titled The Role of the Interface in controlling the performance of High Quality Cement Composites. In Advances in Cement Manufacture and Use, eddied by Gartner E, published by Engineering Foundation, New York. 1989.

[2]Swee Liang Mark (Astralia) and Kazuyuki Torii(Japan),Strength Development of High strength Concretes with and without Silica Fume under the Influence of high Hydration Temperatures. Cement and Concrete Research, Vol.25, No 8 ,1995.

[3]R.K.Dhir, M.R.Jones, PFA Concrete: Influence of Simulated in Situ Curing on Elasto-Plastic load Response, Magazine of Concrete Research,1993,45,No.163.

[4]A.Neville, Properties of Concrete, 4th edition.

[5]R. W. Burrows，Visible and invisible cracking of concrete,ACI Farmington Hill, Michigan,1998.

[6]楊雄利，地鐵管片養(yǎng)護制度優(yōu)化的實驗研究[J].混凝土世界.2010（10）：58-61

[7]郭保林.模板襯里改善表層混凝土質(zhì)量的機理研究[J].建筑材料學報.2011（4）：512-516