自然辩证法论文

1、自然辩证法概论课程论文（土木工程中的哲学问题与相变混凝土的关系） 专业名称 学生姓名 学号2016年1月5日土木工程中的哲学问题与相变混凝土的关系摘要：科学技术哲学是联系自然科学与哲学的桥梁，自然辩证法中的科学技术方法论是关于自然界各个学科领域的普遍存在的科学技术理论按哲学的观点，矛盾无处不在，处处都。存在系统。工程技术人员的任务就是运用哲学的武器，用系统论的方法，分析存在于工程中的各种矛盾相互作用、相互联系、发展变化的规律，做到对立的统一。欲使试验室试验结果能正确评价相变混凝土的性能，水泥的生产能真正为混凝土服务，往混凝土中加入哪些相变材料，就必须从整体论出发。这个技术的发展也遵循否定之否定

2、的规律，认识和主动运用这种规律，才能推动相变混凝土技术的发展。规范和标准永远滞后于科学技术，要以发展的观点、整体地认识和执行各种标准，为标准、规范的不断修订提供依据。关键词：哲学；自然辩证法；整体论；相变混凝土通过一学期的自然辩证法课程的学习对这门课程也有一些了解，自然辩证法是研究自然界和科学技术发展一般规律以及人类认识自然和改造自然一般方法的学科是对于人类认识自然和改造自然的成果与活动进行科学概括与总结的产物贯穿其中心的线索是人与自然的辨证关系而社会的和谐发展是解决人与自然和谐发展的先决条件也是解决人与自然矛盾的目的与归宿。本文就从科学技术哲学的角度出发谈一谈土木工程中的哲学问题与相变混凝土

3、的关系。哲学是一切科学的科学。在一切科学技术中都包含了哲学所归纳的客观规律。掌握和运用哲学的规律，对科学技术健康的发展至关重要。例如在学科发展上，从很宽范围的学科划分，到越来越窄的专业设置，再发展到现今的学科交叉和渗透，就是符合否定之否定规律的必然。如果不遵循这个规律，就会阻碍科学的进步。又如中医学上使用某种剧毒药物治疗某种顽症的“以毒攻毒”，符合对立统一规律，即矛盾在一定条件下的转化；但是如果用量不当，又可能因量变而导致质变，造成事故。对于相变混凝土，例如膨胀剂的发明是运用辩证法一个很好的典型：矛盾在一定条件下互相转化，化害为利；但若生产发展过快而使用技术跟不上。造成使用不当，就“物极必反”

4、，会出现“强度下降”、“更加开裂”等问题。随着科学技术的发展，属于同一“家族”的土木工程各专业由于分工精细而相互割裂的情况已经越来越不能适应工程的需要。使用不同材料有不同的设计理论和方法， 以及不同的施工方法；即使同一种材料，也在不断地发展和变化。设计和施工方法必须跟随材料的变更或更新而变更或更新。“一个人当然不可能具备所有必要的知识，因此设计者可以简单地咨询材料专家，然而，除了少数特例外，大多数结构工程师对混凝土行为都缺乏必要的了解；材料专家又多是一些纯粹的科学家。对结构的问题缺乏了解，结果他们不知道什么问题要回答，而设计者也不知道要问些什么”。1 “混凝土知识技术是进行结构设计的基本知识”

5、。施工主要是把各种材料组合成结构。从方法论来说，就是要把人的认识、研究和涉及的对象当作一个系统，剖析其各个组成部分之间及其与外部环境的相互关系，研究对象的系统性质和运动规律。一个优秀的工程技术人员应该能处理好使用材料时所遇到的各种相互矛盾的因素，最大限度地做到对立的统一，以实现“百年大计”；2因此，工程技术人员和科学家们应当学会自觉地运用哲学观点来分析问题、处理问题，遵循客观规律，运用客观规律，亦即运用正确的方法论，才能在工程和科学技术中发挥创造性，促进混凝土技术不断进步。为了说明这一点，本文结合现代方法论的主要观点。一、相变混凝土要介绍相变混凝土就先介绍相变材料，相变材料(PCM - Pha

6、se Change Material)是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。这种材料一旦在人类生活被广泛应用，将成为节能环保的最佳绿色环保载体，在我国已经列为国家级研发利用序列。相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前

7、几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。相变材料的分类相变材料主要包括无机PCM、有机PCM和复合PCM三类3。其中，无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物；复合相变储热材料的应运而生，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此，研制复合相变储热材料已成为储热材料领域的热点研究课题。但是混合相变材料也可能会带来相变潜热下降，或在长期的相变过程中容易变性等缺点。而如今的相变混凝土就是将相变材料加入混凝土中在其强度减少课接受的条件能

8、达到相变控温，其实这就是一个很好的哲学上的观点，事物的两面性。二、其中的哲学观点混凝土结构耐久性是指钢筋或预应力钢筋混凝土结构抵抗环境中各种因素作用而保持正常使用功效的能力。相变混凝土劣化不是由单一因素造成的，它必然是几种因素的交互作用。但是，也并不是在任何地区、任何场合下相同影响混凝土耐久性的因素都起作用，在不同气候条件下和工程部位，其中必有一个起主导作用。同样的因素，在结构部位(地下或地面)、地下水位高低、气候等条件不同时，对混凝土的作用是不同的。引起混凝土劣化的主导因素在不同条件下是不同的。不能把在不同地区试验的结果看成普遍适用的规律。按照Mehta的观点4，结构物寿命第一阶段：凡是组成

9、良好并经适当捣固和养护的混凝土，只要内部孔隙和微裂缝尚未形成相互连接而直达表面的通道，则基本上是水密性的；使用期间结构的荷载以及大气环境的影响如冷热交替、干湿循环，可使这些内部微裂缝发展并传播。结构物寿命第二阶段：混凝土丧失水密性，变成水饱和，有害离子侵入，由于有害离子作用而连续膨胀、收缩，开裂，重量损失，渗透性增加；修补、加固后仍可用。结构物寿命第三阶段：上述过程反复进行，直到修补不如重建时，则废弃。整体论认为，在一个系统里，所有元素构成一个整体，如果存在的元素没有相互作用，就不具有系统的功能。例如对于碱一骨料反应来说，限制骨料碱活性同时又限制水泥含碱量是不必要的，因为二者同时存在才是发生碱

10、一骨料反应的必要条件，但是还必须有充分条件，碱一骨料反应才会发生，这个充分条件就是水。也就是说，从整体论出发，碱一骨料反应必须同时具备必要而充分的条件：含碱量、活性骨料、水，而水分的保持还必须是持续的，混凝土才可能因碱一骨料反应而劣化。在常年大部分时间相对湿度都很低的干燥环境下，即使混凝土中含碱量和骨料碱活性都大，碱一骨料反应也不会是引起混凝土结构劣化的主导因素。其他如冻融、硫酸盐侵蚀以至钢筋的腐蚀，也都要以水为充分条件，因此从整体论出发，混凝土劣化的根本原因是在大气作用下混凝土内部微裂缝扩展而丧失水密性。控制早期裂缝很重要，但是控制早期混凝土内部应力则更加重要，因为早期即使因施工的努力能控制

11、住可见裂缝的发生，但在混凝土结构内部积蓄的应力仍然存在。5混凝土的干燥收缩期很长，使用阶段环境条件的骤然变化(例如干湿、冷热)会增加内部的应力，促使已有的微裂缝发展成可见的裂缝，所以早期不裂不等于后期也不裂，根本的办法是控制早期内部应力以减少内部微裂缝和应力的积蓄。三、工程实践中对立因素的统一矛盾无处不在，在相变混凝土施工性、强度和耐久性等主要性质和水灰比、浆骨比和砂石比等配合比主要参数之间也存在着矛盾。在其他因素相同时，水灰比大的混凝土强度较低，但不易开裂；水灰比小的混凝土密实度高，但因自收缩大而易于开裂；当水胶比一定时，混凝土浆骨比大，流动性好，但收缩大，易裂；其他条件相同时，砂石比大的混

12、凝土施工性好，强度稍高，但弹性模量较低而使收缩增大。任何给工程带来好处的技术，同时必定还存在潜在的不利因素。例如增加水泥比表面积，可以提高混凝土早期强度，但是同时也会提高混凝土的温升和增加收缩。欲解决这样一些矛盾，做到对立因素的的统一，就要从整体出发：(1)根据工程特点、条件和要求，抓住主要矛盾；(2)透过现象抓住本质。重点解决本质的问题；(3)有所得必有所失，局部服从整体，力求代价最小。对立统一的含义就是矛盾双方互相依存，互相对立，在一定条件下互相转化，而绝不是调和。图3的分析说明“欲速则不达”，加快建设速度，表象是体现了社会发展的轰轰烈烈，但因耐久性的不足，又促使结构物提前劣化而需提前修补

13、、加固甚至拆除重建。对开发商来说，时间就是金钱，如果他们能牺牲一点眼前的获利，得来的将是土木工程的可持续发展；在商品经济社会耐久性是开发商所不喜欢的，但是当工程使用者都明白了该工程的潜在耐久性问题时，反而会影响开发商的利益这样矛盾又转化了。对立统一的规律就是两点论，绝对地肯定和绝对地否定都是错误的。有人总希望能找到一种往混凝土里一掺就能使混凝土没有裂缝的灵丹妙药，但往往奏效甚少，甚至事与愿违。只有优点没有缺点的万能技术或产品是没有的，各种产品都有其各自的适用条件和场合。必须因地制宜、因事制宜、因时制宜、因人(使用者的素质)制宜。这几年对膨胀剂的褒贬，就是违反这一条规律的盲目性所造成的。四、混凝

14、土技术发展的否定之否定规律人类对客观事物的认识是不断发展的，因而与人的认识和行为有关的科学技术也是发展的；但是“人的认识不是直线的，而是无限地近似于一串圆圈，近似于螺旋的曲线一”翻。混凝土技术的发展也必然符合否定之否定的规律。实际上是继承、批判和发展的过程。任何改善的措施，必然还潜在着不足之处。作为人类，对客观事物的认识是无限的，但是作为有限人生的个体人，都有自己的局限性，都有可能因为“这曲线的任何一个片断、碎片、小段都能被片面地变成独立完整的直线，而这条直线能把人(如果只见树木不见森林的话)引到泥坑里去6。人们在这条曲线上的一段直线走到碰壁时，就会用去成功的经验对今天的认识进行修正，并用今天

15、的科学技术改善过去的技术中的不足，于是，科学技术就转着圈上升到高一级的水平。如此反复，不断由低级到高级发展。自觉运用这一规律就不会被“引到泥坑里去”。众所周知，混凝土是用胶凝材料将骨料胶结在一起固化而成的石状材料。1842年在英国首先出现硅酸盐水泥的专利以后，才开始有了近代的混凝土。而实际上，在2 00o多年以前的古罗马已经有了用石灰加火山灰做胶凝材料的混凝土，用这种混凝土建造的万神殿等建筑物，至今仍在供游人参观，其耐久性是显然的；但是任何给工程带来好处的措施，必然同时存在潜在的不利因素。没有任何事物(材料、技术)只有优点没有缺点。这种最早的混凝土的不足之处是凝结得非常缓慢，早期强度极低，结构

16、的特点是没有钢筋，因而都用于受压构件 基础、63 m厚的墙和穹隆的屋顶，这种混凝土不能适应工业生产发展的要求。7170多年来，水泥混凝土的发展经历了几次否定之否定，硅酸盐水泥：因耐蚀性差而产生了掺掺和料的水泥，这比古代火山灰加石灰有了上升；硅酸盐水泥中掺入掺和料后牺牲了某些性质，如矿渣水泥的泌水及其引起的抗冻性差，火山灰水泥的较大需水量及其引起的流动性差、收缩、不抗冻等，而且普遍早期强度低，不适应高强混凝土的要求；于是我国在上世纪90年代以后硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥产量大幅度增加，和以前相比是低水胶比和外加剂的使用。实践证明高强不一定耐久，古罗马不含硅酸盐熟料的混凝土给了我们有关混凝土耐久性

17、的启发，于是开始在混凝土中大量使用粉煤灰、磨细矿渣等矿物掺和料。这种回过头来又使用掺和料的方法和原有用掺和料简单取代水泥的技术生产的矿渣水泥、火山灰水泥等不同，是掌握了活性掺和料的特性、脱离按水泥标准检测的限制，把活性掺和料当成混凝土中除水泥、骨料和水以外的又一个组分进行混凝土的配合比设计混凝土从开始产生到现在发展为相变混凝土这是一个漫长而又曲折的过程。结语从哲学的角度看相变混凝土就是一个辩证的思想过程，当你在混凝土中加入一些其他材料的时候，混凝土的强度自然而然的会下降，但是这点牺牲是值得的，换来了能源的节约，可以看出事物都是具有两面性的。土木工程中自然有很多关于本学科的先进科学技术它们的提出

18、都是符合自然辩证法中科学技术的研发规律的然而我认为在当今科学技术快速发展的当代充分利用其他领域取得的理论与技术成果充分利用各学科之间的技术信息交流对于促进各个专业学科的发展有不可估量的作用因为科学技术从总体上是一个相互融通的体系结构工程未来的发展必将依赖于重大学科的理论新发展和各种新技术的出现同时土木工程内部新理论新技术的发展。而相变混凝土也只是一个比较新的研究方向，我们在这条路上还有很多继续走下去，这其中肯定要用到哲学的观点去解决一些问题。参考文献1 孙斌宋吉荣工程风险决策可靠性分析J四川建筑2005(02)150151 2 Dhir R k Jones M RPFA concrete ：influence of simulated in situ curing on elastoplastic load responseMagazine of concreteresearch，1983(45)：163.3 Mehta P KDurability critical issues forthe futureConcrete International ，1997(7).4 Ramachan