水泥是現代建築的文明之光,它起源于古羅馬,改良于英國,如今,中國生産的水泥已經超過了全世界的總和,我們建房子、修大路、起大壩都離不開它。
但是,如果有一天有人告訴你:水泥的壽命其實隻有50年!你覺得又會發生什麼呢?
水泥也有壽命?
世界上一切事物都有其壽命,就連水泥這樣的無機物也不例外。水泥壽命的說法來自于外包裝上“年限50年”的字樣,多少證明那個傳言并不是空穴來風。如果水泥壽命隻有50年,很多擔憂就接踵而至了,比如:我的房屋産權有70年,水泥過期之後,房屋會不會倒塌?如果水泥有壽命,那麼多的高樓大廈和大壩又會怎麼樣?
但是,别驚慌,這個“年限”可是有其他前提條件的。事實上,它是指“水泥完全暴露在空氣當中,沒有任何防護的基礎下”,能夠有50年的保質期。
但在實際上的使用中,不僅會對水泥進行加固和養護,還會在外層修一些裝飾層,某種意義上起到了保護的作用。所以,水泥的實際壽命往往都是長于理論壽命的,兩者類比起來,前者像一塊腌制過放冰箱的肉,而後者是一塊沒有任何防護的鮮肉。
而且想想就知道,水泥房不可能在到達50年年限的那一秒突然倒塌,變質是一個緩慢的過程,在超過了50年之後,它也隻是可能會出現一些安全隐患,變得不那麼适合做建材而已。
再者,我們平時造房子用的基本都沒有純水泥,而往往是使用水泥混凝土,這兩者的差别還是很大的。
水泥和水泥混凝土有什麼區别?水泥的主要成分是石灰或者矽酸鈣,買回來的時候就是一袋灰色的粉狀物體,但在加水之後會迅速吸水,變成半固體的無機凝膠,整個過程看起來像變魔術似的。
這個凝膠體有很強的黏性,同時,它還在不斷和水發生反應,形成類似于纖維的晶體結構,鎖住更多水分,讓水泥快速幹燥變硬,種種性質之下,可以說水泥不管是作為石材的膠劑或是單獨的建材都是良品。
水泥也有它的缺陷,就是抗拉能力很差,在溫度、濕度變化劇烈的情況下,容易出現裂縫,所以用來做建築建材的隐患很大,隻能用于一些不高的平房。
這時候為了彌補水泥的缺陷,出現的就是混凝土。混凝土其實就是在水泥中加入名叫骨料的碎石,這樣一來,水泥和水産生的“纖維”就會抓住這些碎石,讓它的耐壓耐拉強度更上一層樓。這種混凝土也是現在使用量最大的建築材料,在作建材的方面,完全可以說混凝土是水泥的上位替代。
而混凝土的壽命則更長了,要在水泥之上再翻個番,大約能達到100年左右,而由于建築中會在混凝土當中加入鋼筋,變為鋼筋混凝土,在外表還有其他的裝飾層和保護層,隻會更加延長建築的壽命。
這不,中山大學的馬丁堂是我國最早一批的水泥建築,100多年過去它仍然在服役,裡面裝着一批苦修人類學的莘莘學子;
中山大學馬丁堂
而世界上第一座混凝土建築就更早了,建成于1853年,經過了169年的風吹雨打,也經過了二戰的炮彈錘煉,至今還屹立在法國巴黎的大路邊上。
弗朗索瓦·誇涅大樓
再往前追溯,水泥混凝土“始祖”的古羅馬萬神殿至今也還安然無恙,我們的房子撐夠70年的産權肯定是沒有問題的。看看它們,是不是覺得自己多少有點杞人憂天了?
萬神殿的混凝土穹頂
有延長水泥和混凝土建築壽命的方法嗎?當然,水泥也好,混凝土也好,随着時間流逝會逐漸“老化”是一個事實,不管這個壽命究竟是50年,還是100年,還是一萬年。
那麼,有沒有辦法能夠讓水泥混凝土“延年益壽”,維持建築物的堅固呢?
這裡我們以混凝土建設的三峽大壩為例,它的設計使用壽命為150年,遠遠超過通常鋼筋混凝土的壽命,這是怎麼做到的呢?
三峽大壩
三峽大壩是一座混凝土重力壩,圈重點,重力壩。也就是說,它不僅是憑借鋼筋混凝土的性質來增加自己的防禦能力,還要很大程度依賴自己的自重。
它所使用的混凝土澆築量達到了2800萬立方米,重量大約在2億噸左右,比很多大山都重。隻要往那一站,就能夠依靠這個重量抵擋水壓,保持穩定。而由于自重分擔了混凝土自身承受的壓力,使得其使用壽命也不會受到很大的影響。
前幾年關于三峽大壩“開裂”的謠言十分盛行,原因有很多,有的人說因為承受不住水壓,有的人說湖北的夏天太熱,溫差大,熱脹冷縮……第一條基本是不可能了,原因參見第一條,而熱脹冷縮的确是要解決的問題。
所以,三峽大壩的壩體上實際上是存在設計縫的,這些縫是為了應對氣溫變化而存在的,要在裡面灌漿。然而,就算是在這樣的措施之下,混凝土也偶爾會被重新拉開約0.1毫米左右的小縫,和頭發絲差不多粗,所以需要每年修複。
加上清淤等等工程,每年都會重新對三峽大壩進行多次維護,某種意義上加固了混凝土強度。可見,主動性、預防性和周期性的維護,能夠使得混凝土延長使用壽命。
就算是房屋,國家也有規定城市建築等建設每50年需要進行一次修補和加固,實在是修複不了的房子就會直接拆掉重建。
最後,如果一幢房好端端的突然倒塌了,那麼該追究的也是偷工減料的施工隊,而不是無辜的水泥混凝土!
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