预拌混凝土的发明者
曾在青岛建造防波堤与下水道
Text und Fotos: Copyright Wang Dong 王 栋
混凝土是目前世界上使用量最大、应用范围最广泛的基础性建筑材料。这种用水泥作胶凝剂，砂、石作辅料，与水按一定比例配合的工程复合品源自18世纪的欧洲。1756年，英国工程师约翰·斯密顿（John Smeaton,1724~1792）进行了水泥、砂浆实验，成功制成了现代混凝土。自此，这种建筑材料以其不可替代的特性，广泛应用于建筑、交通、水利、农业、电力等各个领域。在20世纪初，预拌混凝土（RMC，亦称商品混凝土）技术的出现，则成为混凝土发展史上的一次“革命”。研究发现，采用预拌混凝土，通常可将劳动生产率提高1倍多，同时可节约10%～15%的水泥损耗，把工程成本降低5%左右。因此，预拌混凝土的发明也是世界建筑业走向现代化和科学化的标志之一。
世界上第一个预拌混凝土工厂出现在德国，其创办者是汉堡的建筑商于尔根·辛里希·马根斯（Jürgen Hinrich Magens,1857~1925）。1903年，他第一个对可运输的„商品混凝土„申请了专利。令人难以想到的是，这位曾经引领了基础建材变革的德国商人，却与远隔万里的中国青岛有着鲜为人知的联系。历史上的万万没想到亦犹如跌宕起伏的人生，同样充满了不可预见的戏剧性。
参与过多项大型工程的政府建筑师
于尔根·辛里希·马根斯，1857年3月29日生于德国格吕克施塔特的施特罗戴希（位于今石勒苏益格－荷尔斯泰因州），是农场主彼得·马根斯与妻子梅塔的儿子。马根斯从小就对建筑产生了浓厚的兴趣。他在家乡完成基础教育，并于1868年起就读于格吕克施塔特的高级中学。通过毕业考试后，马根斯在当地的建筑监察局担任助理。1876年，他进入汉诺威大学学习土木工程。1881年，马根斯通过了建筑检查员考试后，又在德累斯顿工业大学继续深造。在此期间，他参与了奥得河1取直、拉蒂博尔防波堤以及滕宁大型码头堤岸的建设工程。1885年，马根斯通过了政府建筑师（Regierungsbaumeister）的考试。不久后，他还获得了汉堡国立混凝土试验研究所所长的职位，终于可以继续研究自己对混凝土强度规律的特殊兴趣。在大量实验中，马根斯反复测试了混凝土立方体的抗压性。
在此后的几年里，马根斯主要从事艾德河2的测量工作。1890年，他参与了盖斯特明德渔港的扩建，之后又参与了吕讷堡附近伊尔梅瑙河的通航。之后，马根斯离开了公务员系统，加入了戴克尔霍夫与魏德曼公司（Dyckerhoff & Widmann），并被任命为比布里希一家工厂的技术总监，负责大型混凝土结构，其参与的工程包括德累斯顿的下水道系统和萨克森州一座大型铁路高架桥。1896年，马根斯来到汉堡附近的阿尔托纳，成为布劳恩兄弟公司（Firma Gebr. Braun）的合伙人。
委以重任前往德租胶澳
1897年11月，德国海军在遥远的东方占领了一个名为胶澳（青岛）的中国海湾。次年3月，德国迫使清政府签订了为期99年的租借条约。不过，当时的德国国内尚对胶澳的商业前景普遍持怀疑态度。青岛被认为不适合开展商业活动，也不宜居。但此后，在海因里希亲王（Prinz Heinrich,1862~1929）的支持与推动下，这一看法才在半年后彻底改变。
为了加快对这个荒凉、偏僻、生活条件恶劣的地区开发，同时避免不必要的竞争和重复投入，德国政府要求各企业联合组建财团（Syndikates）参与建设。于是，包括汉堡的货车工厂有限公司、广包公司（西米特洋行）、建筑与铁艺车间公司、铁工厂有限公司等企业，在柏林组建了一家名为胶澳及其腹地经济发展工业财团（Industrie-Syndikates zur wirtschaftlichen Erschliessung von Kiautschou und Hinterland）的联合体。有着多年现场施工经验，并参与过多项大型工程的马根斯被委以重任，他作为工业财团的代表启程前往胶澳，此行的主要目的是对当地进行考察，并负责一些基础工程的启动工作。1898年6月29日，41岁的马根斯乘坐设施豪华的帝国邮船“海因里希亲王号”前往中国。到达香港后，他又改乘捷成洋行的“阿本拉德”号，于8月6日才抵达青岛。
糟糕的第一印象与恶劣的居住条件
马根斯来到青岛的时间正逢当地气候最差的季节，因此给他的第一印象也非常糟糕。“暴雨滂沱，海岸上可以看到光秃秃的山丘、由一组白漆营房组成的临时医院，以及一些用稻草和瓦片搭建的灰色小平房，包括两家所谓的旅馆。要想上岸，无论如何都必须使用一种叫做“舢板”的中式敞篷小船……”
初来乍到的马根斯甚至连住处都没有，因为财大气粗的“德华银行为其官员预订了所有房间”。几经周折，他终于在由一栋旧中式房屋改建而成的“埃吉尔旅馆（Hotel Aegir）”找到了住处。“泥泞的地面上积满了雨水，房东贝格太太踩着高跷般的日本木屐曲折地蹚过水坑。房间还没完工，只能在晚上8点钟搬进去，疲惫不堪地躺在床上，床上的蚊帐还没弄好，因此第一个晚就必须暴露在那些讨厌的昆虫面前……”旅馆内的就餐环境也非常差，“这里没有餐厅，吃饭是在院子里的一间小棚子下。下雨时，雨水就滴在饭菜上，成千上万的苍蝇嗡嗡地在杯盘之间爬来爬去……”
参与基础建设 给予工程指导
来到青岛之后，马根斯除了对这里的地势地貌、人口素质与居住概况、交通工具、建筑与建材等方面进行基本的了解与调查。他也开始按照财团的要求，参与港口建设的启动，对道路、下水道、兵营等基础建设进行设计或给予工程指导，并深入研究了混凝土强度与所使用的不同类型水泥、沙子和砾石的关系。
根据提前制定的规划，未来的主港区被设置在胶州湾内，“一条深航道直接通向港湾入口。平时的潮汐约为2.4米。涨潮时，港口有4平方公里的水域。但刮西北风时，约有一半会干涸。为了抵御冬季每逢月圆之夜不同程度的西北风暴，必须建造一道防波堤。”马根斯到来后不久，就开始着手建造部分防波堤。“防波堤主要位于一片在西北风中干燥的岩石和沙地上，由夯实的混凝土制成。”由于施工经常受到西北风的干扰，他曾被风暴潮困在岛上长达3天之久。马根斯还在当地雇佣了一个名叫海尔曼·伯恩尼克（Hermann Bernick,1876~1939）的年轻人担任助手，后者的主要任务是监督中国工匠和苦力的工作，并以日结的形式支付他们的工资。后来，伯恩尼克与德籍工程师波特尔（Karl Poetter）合作，成立了一家名为“贝泥各公司（H. Bernick & Poetter）”的工程公司，设计并建造了一批留存至今的经典建筑。
使用夯实混凝土 浇筑先进下水道
开埠之初，德国工程师在青岛设计敷设的雨污分流式下水道系统，曾经被神乎其神的包装成了一个现象级“德国神话“。虽然后来经过科学、专业的考证与辟谣，被认为是一种言过其实的溢美。但从一个侧面也能看出，当时这套”以德累斯顿下水道系统“为基础的排水管网，不仅在中国，乃至世界也有着领先的超前水平。
采用明挖方式施工的下水道需要大量的混凝土，“广包公司委托一个玄武岩采石场和一个花岗岩采石场开采砾石。砾石则用舢板或拖船从伊芙琳角（今薛家岛）或土豆岛（今红岛）运来。约有3000名工人受雇于此。截至1899年4月底，已生产出约10,000立方米的夯实混凝土。”在1899年10月初，下水道的施工正式开始时，马根斯“必须亲自绘制模板的图纸，并为中国工匠讲解施工的流程与细节。后来，一名工兵利用他的休息时间来帮忙。与中国工人的交流以手势为媒介，他还从字典中学会了一些中文数字和单词，因为中国人只懂几句德语……”
因患严重痢疾 提前返回德国
由于当时青岛恶劣的居住环境和糟糕的卫生条件，导致了痢疾、关节风湿病、疟疾和斑疹伤寒等传染病的流行。经常“被美丽的阳光所诱惑，穿着湿漉漉的衣服散步”的马根斯也不幸中招。他也像很多来到青岛的德国人一样得了疟疾。当时在工程总局的港口建设部门工作的威廉·希登伯格（Wilhelm Siedenburg,1875~1941）曾在一张寄给家人的明信片里写道：
“昨天我有个同事，即政府建筑师马根斯，他得了严重的疟疾，人们把他从李村抬到了沧口，花了4个小时，又用驳船把他从那边运到了这里……” 严重的传染病迫使马根斯住进了停泊在海上“里约”号运煤船，他在那里度过了3个月凄凉难受的隔离生活。不久，马根斯就提前结束了他在青岛的工作，返回德国。幸运的是，马根斯在国内得以康复，他于1899年10月6日至13日在汉堡建筑与工程协会发表了演讲，专门讲述了其在胶澳工作的情况。这篇报告也在1900年3月10日和17日分两部分首发于《德国建筑报》之上。
名声鹊起 创办自己的混凝土公司
回到德国后，作为有着丰富实践经验的混凝土专家，马根斯已经声名鹊起。他接管了多个国家建筑工地的监理工作。由于出色的数学能力，他很快还被委托进行高难度的结构计算。其中包括著名的伍珀塔尔悬挂式单轨铁路3的静力计算。马根斯也终于自立门户，在汉堡成立了创办了H Magens预制混凝土公司。
马根斯与他的朋友兼同事威廉·皮珀（Wilhelm Pieper）合作，不断开发出新的混凝土。他常常在实验室里工作到深夜，研究延迟混凝土硬化的方法，以便能将即用型混凝土运送到施工现场。马根斯还发现了现场搅拌混凝土和延长新拌混凝土加工时间的问题。经过多次试验和测试，他成功地研制出可在建筑工地使用的冷却混凝土。马根斯在他的首次试验中证实，预拌混凝土比普通混凝土强度更高。显然，运输过程中的振动会导致更大的压实度。他还立即意识到，这种效果可以用来节省水泥或提高安全性。
在汉堡，马根斯向土木工程师和建筑师推销他的新产品取得了越来越大的成功。产品很快就站稳了脚跟，他的预拌混凝土的首批建筑工地之一是汉堡中央火车站的地基。1903年，马根斯设立了第一座固定式混凝土搅拌站。到1909年，汉堡以及后来在柏林和拉策堡又先后建成了3家预拌混凝土工厂。后来，马根斯又参与建造易北河旧隧道4，一块刻有“Betonwerk H. Magens ”的牌匾至今仍是见证。1925年11月，68岁的马根斯去世。四年后，他所创办的公司也因盈利原因在席卷全球的经济危机中不得不关闭。
主要参考资料
1.Nach einem Vortrage von Hrn. Reg.-Bmstr. a. D. H. Magens im Arch.- und Ing.-Verein zu Hamburg am 6. und 13. Oktober 1899.参见der Deutsche Bauzeitung, 1900 03 10. & 17.
2.Die Geschichte des Transportbetons——Der Weg von den Pionieren zu Heidelberger Beton HeidelbergCement AG 2013
3.维基百科中关于Jürgen Hinrich Magens的相关词条介绍
感谢裴琳（Gerlinde Pehlken）女士、谷青先生、袁宾久先生在史料收集和图片整理方面给予的大力协助
1 奥德河（Die Oder）起源于阿尔卑斯山脉，流经德国、奥地利、匈牙利和斯洛伐克等多个国家,是欧洲重要的交通干线和经济带，因其风景壮美而享有“蓝色多瑙河”之称。
2 艾德河（Die Eider）石勒苏益格–荷尔斯泰因州最长的河流。发源于博德斯霍尔姆附近，最终在滕宁附近注入北海，全长188公里。
3 世界上第一条悬挂式单轨铁路。1901年在德国伍珀塔尔市正式运营。悬挂式单轨轨道梁则位于托梁下侧，车辆悬在挂轨道梁上运行。虽历经两次世界大战，但这条奇特的铁路100多年来几乎从未停止过运营.
4 易北河旧隧道是欧洲大陆上的第一条水下隧道，全长426米，深24米，1911年建成，是欧洲大陆的第一条水下隧道。按照当时的技术水平，隧道的建成曾引起轰动。