魚籐坪橋(1907~1935)

本文發表於 2010 年 06 月 15 日 16:35

concrete.jpg魚籐坪橋縱貫鐵路山線盛興與泰安之間,完成於1907年,橋長約200m,高約50m ,1935年屯仔腳大地震受傷,當年大地震損壞橋樑大部分原地再建,因此不留痕跡,只剩下魚籐坪橋。1935年橋面補強後,作為新橋施工用運輸鐵路,新橋完成後,再把它敲成現狀;象徵「Tension philosophy之典範」之式微。目前由於舊山線復駛蒸汽機關車,成為觀光的熱點。

 當大家看到這橋時,要之從水泥技術史去看魚籐坪橋。《紅毛土技術史在台灣》封面其實述說一段技術史鬥爭的故事。在封面內頁如此說:「Tension philosophy之典範」(封面上半寫真)vs.「Compression philosophy之典範」(封面下半寫真)。

1824年,水泥專利由英國頒發,水泥是作為磚塊語磚塊的膠結(黏著)材料,最早的試驗是:那一種水泥可以把磚塊overhang膠結最多?那就是最佳水泥。後來發現水泥砂漿的抗張能力最大,其膠結磚塊overhang最多;這就是「Tension philosophy之典範」。發明爐石水泥的德意志最早發現,水泥的抗壓能力才是表現水泥的特性,抗壓能力最大者是最佳水泥;這就是「Compression philosophy之典範」。

因此,德意志水泥製造協會認為有修正必要,1886年修正結果協會向工部大臣提出認可請願,大臣先向柏林工業試驗所監督委員及建築材料試驗所長諮詢,後送國立建築學校審查。工部大臣1887年7月28日公布採用修正規則,增加耐壓強度試驗。德意志已經認知水泥的特性是其抗壓能力。

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美國的水泥標準變遷荒謬史:抗張與抗壓的鬥爭史

1924年曾由美國波特蘭水泥公司總裁R.W. Lesley等3人寫了一本《History of the Portland Cement Industry in the United States》,在這本書可以看到美國的水泥科技程度。美國的水泥標準在1904年成為公認標準,1908、1909、1916、1920(1921年生效)年修改。當初是ASTM C 9-04,04代表年代。1904年標準在前面已列出,此處討論ASTM C 9-21。其標準摘要如下:

6).抗張強度:3個標準水泥砂漿(水泥1,砂3重量比)之抗張強度平均值不可低於下列數值:7天200 psi ,28天300psi。

美國在1940年把紅毛土規格ASTM C9 改成 ASTM C150 (Standard Specification for Portland Cement)並將試驗法獨立出來成為ASTM C190,以為是很大的轉變。在《A Selection of Historic American Papers on Concrete 1876-1926》,此書出版於1976年,其第一篇文章「A Brief History of Lime, Cement, Concrete, and Reinforced Concrete」這是由J.O. Draffin在University of Illinois BULLETIN June 29,1943年的文章再印,作者很明白表示到1941年,ASTM仍然維持Tension觀,未改成目前的Compression觀,改成Compression觀念應是戰後之事了,依據《ACI 55years Index (1905-1958)》中,我查到一篇Comments on Changes in Cement Specifications and Concrete Practices During the Past 25 Years.這是發表於1948年April 的ACI期刊,他討論到1948年的改變,提到「Cement Specifications of 1941 received minor revisions in 1942, 1944, 1946, 1947」。顯然迄1948年沒有重大修改。

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依據1974年台灣《混凝土工程施工須知》,發現ASTM 1958版採用抗張強度,1967年採用抗壓強度,因此轉變不在1958之前,在1958與1967年間改變。查閱ASTM這些標準ASTM C109 (Standard Test for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars)、ASTM C190-85 (Test Method for Tensile Strength of Hydraulic Cement Mortars) 、ASTM C150的原始版本及終止版,ASTM C109是始於1934迄今仍在使用;ASTM C190是始於1944於1985年改版後在1991年正式從ASTM消失;ASTM C150始於1940且延續原來抗張強度觀念,直到戰後才改採抗張抗壓強度並列,1968年取消抗張強度。如與德國比較,顯然它不願脫掉抗張強度的神話,ASTM C109雖早在1934年即已成為標準,但沒用,因ASTM C150並未採取那種觀點的規格,後來的並用是表示無法脫掉大英帝國的外衣。所以意識形態往往決定技術或學術的方向,那些標榜技術或學術獨立的學者只是在模仿童乩的語言而已。

做為學院外的技術史遊戲者,當然要好好戲弄「學術」,日本的混凝土學術界不會去摸觸GHQ(盟軍佔領軍總部)或進駐軍(佔領軍)水泥標準,也不會去檢討或反省戰後日本的混凝土學術界成為美式混凝土學術的傳聲筒(大都成為ACI的member)有何不可。作者在本書中以ironical手法,談論進駐軍水泥標準如何落後於被進駐的日本國之所在。當然也談論成為美式混凝土學術傳聲筒的後果:無法欣賞明治時期曾禰達蔵、広井勇、真島健三郎等的火山灰混凝土學術,成了Thomas Kuhn所謂的不可共量(incommensurability)的一群學術達人。

遊戲如果僅只於此,是有欠缺的。費盡九牛二虎之力從在美國圖書館得到A.C. Davis 的《A Hundred Years of Portland Cement》,此書以很技巧的方式排除非-Portland Cement的Cement,僅在2處提到Dr. Wilhem Michaëlis,但都不是他的業績。更從美國得到Robert W. Lesley《History of the Portland Cement Industry in The United States》有3處提到Dr. Wilhem Michaëlis,2處同前,第3處談到「Invention of Iron Cement」,這是亂戴高帽,他是促成高爐slag Cement合法化的人之一。在ACI SP-52 《A Selection of Historic American Papers on Concrete 1876~1926》由Howard Newlon編輯的書,此書在13、20頁分別敘述沸騰試驗與膠体假說,並在18頁提到他早在1867年就研究構成水泥的要素,但他這種phase of cements的觀點卻遲至1906年才發表。英美出版品不討論Dr. Wilhem Michaëlis的業績(火山灰與高爐slag水泥),那才是意識形態在作怪。

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Dr. Wilhem Michaëlis(1840~1911)的業績如下:

1. 1865年創立陶瓷協會(Lang-Nam-Verein)。

2. 1867年就研究構成水泥的要素。因在礦物學與化學有傑出成就而獲得博士學位。

3. 1869年發表水泥試驗基本要綱。

4. 1871年創立建材試驗室。

5. 1875年發表水泥判斷的17課題。1877年2月水泥製造商協會議決。

6. 1870年代發表珪酸化合物、火山灰、高爐slag與Portland Cement混合會改善其性質。(此論文在1888年以「有關混合水泥的知見」發表)

7. 1888年發表有關混合水泥的知見。

8. 1895年提出沸騰試驗(boiling test)以決定水泥的健度。

9. 1902年他參與決定高爐slag Cement能否使用的委員會,最後德意志交通部宣告可用。

10. 1906年提出膠体假說(colloidal hypothesis)以解釋水泥水化現象。

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未學德文,只能依賴日、英文,但從上面的引述,發現科技史是有意識形態在作怪的。在網路上http://www.fh-mainz.de/fr_architektur/personen/haedler/downloads/gebau_11.pdf德國人Prof. EMIL HÄDLER把德國發明高爐水泥與火山灰用在混凝土之成果忽略。

1824年英國發出Portland Cement專利,Portland Cement公司為求獨佔利益,對於高爐slag Cement、天然Cement(火山岩製品)之要求分享市場,當然使出渾身解數打壓阻撓,相信只有德國人才能有如此高的抗壓性,讓高爐slag Cement成為合法建材,更是好的技術史題材。

日本時代,火山灰混凝土曾在台灣使用與研究的技術史,戰後成為被掩埋的Outcrop,不但台灣人不知道,日本人更是避之唯恐不及,真正成為被驅除的「日本遺毒」。台灣人與日本人合作研究的火山灰混凝土論文,其質遠高於日本內地,是火山灰混凝土學術界重要的遺產。

最後,要提到去希臘羅馬觀光時所看到的鬥獸場、水道等2000年以上火山灰混凝土古蹟。1987年12月的International Concrete刊登Florida州Barry大學應用考古科學系主任Dr. Joseph Davidovits的一篇文章「Ancient and Modern Concretes: What Is the Real Difference ?」,International Concrete是ACI的機關誌之一,ACI是呈現美國混凝土知識霸權機構,其出版品權威十足。Davidovits對9000年來各種concrete考察,提出為何2000年前的比1824年以後有較佳耐久性?而核能發電廢料要以混凝土固化,如果無法耐久3000年以上怎能算最終處理?

摻用火山灰、飛灰、高爐石粉slag、矽灰silica fume、珪酸土之混凝土成為當代所重視的生態混凝土(ecocrete)立下典範及歷史傳承。

2 回應 針對 “魚籐坪橋(1907~1935)”

  1. 林炳炎 寫道:

    日本水泥株式會社《七十年史》290頁有:麥克阿瑟佔領日本期間,在日本美軍用水泥開始是從美國輸入,隨工事擴大也使用日本水泥,但不知要用誰的規格去認定符合標準,1946年10月公布由日本水泥界與美軍第8軍技術部共同制定所謂進駐軍(佔領軍)水泥規格,叫LD-24規格,正式名稱「佔領軍用として製造したセメント試驗規定」。佔領軍原本想要全面依美國聯邦規格,但日本堅持,所以佔領軍規格成為日美混血規格,以「進」字為水泥正字標誌,這是另類雜種水泥。

    由於立案者的水泥知識缺乏,因此曖昧矛盾的地方不少,甚至於比美國聯邦規格還嚴格的條款也有,在那種物質缺乏年代有規定使用Type Ⅱ(指早強水泥)之苛酷情形發生。1949年2月由於美國與日本之水泥規格歧異很大,經一番意見交換、折衝、協商,於8月作成「ポルトランドセメントに對する第8軍技術部規格」。

    1950年11月美軍第8軍因為今後向朝鮮輸出會增大,11月13日第8軍規格廢止改依美國聯邦規格ASTM C150-47,一直到1952年4月止(講和條約生效),共17月強制採用美國聯邦規格ASTM C150-47來採購日本水泥。《日本水泥株式會社七十年史》出版時是1955年,當然只能記錄而沒有怨言。

    1980年山海堂出版《コンクリ-トの歷史》根本不提此段「佔領軍」史。我,作為曾經被殖民的台灣人,讀到這種荒謬的殖民統治技術史,水泥後進的美國竟然強制日本乖乖聽話,只能笑呼「霸權萬歲」,佩服得五體投地。

  2. scl 寫道:

    中壢的大學土木教授是當今混凝土領域獅級達人,對版主出版多年的《紅毛土技術史在台灣》《飛灰用在混凝土中》《飛灰.矽灰.高爐爐石用在混凝土中》三書論點的回應是令人期待的。

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