那水泥中為什麼要加入鋼筋呢?加鋼筋的水泥與不加鋼筋的水泥有什麼區别?在我們了解的建築工程中,水泥混凝土一定會搭配鋼筋使用。平均一立方水泥混凝土,大概就需要使用80公斤左右的鋼筋,這使建築物的造價增加了不少。
我們一塊普通的水泥将它放到液壓機下面,液壓機緩慢下落壓力不斷增大。當壓力增大到3噸時,水泥就已經裂開,等加到6噸水泥就完全粉碎。接着再換成加入石子的水泥,果然,這次液壓機壓力增加到20噸,水泥才開始碎裂。最後往水泥中加入鋼筋,再放到液壓機下持續增加壓力,當壓力增到100噸時,鋼筋水泥仍然非常堅挺,隻是有一些邊角裂開。這個實驗的結果很直觀,加了鋼筋的水泥要比不加鋼筋的堅固很多。這是什麼原理呢?
原來水泥雖然本身很堅固,能承受較大的壓力,但是其抗拉力的能力卻很弱,一般隻有抗壓能力的1/10。當水泥上面受到強大壓力時,下半部分就會受到往外拉的力,很容易斷裂碎開來。但鋼筋是一種抗拉能力非常強的材料,将鋼筋與水泥結合形成整體,融合水泥和鋼筋各自的優勢,會使整體強度更高韌性更好。
那如此堅固的水泥鋼筋建造的房屋,壽命會有多久?
一般一棟建築在無人為破壞,不經曆自然災害,後期養護好的的情況下,使用壽命基本上都可以達到100年。但這隻是使用壽命,不代表100年以後房屋就會倒塌。雖然大部分房子,在還未達到使用壽命前,就會因為年紀過大,結構功能出現不同程度的老化,而面臨着拆遷重建。但我們在這可以讨論下,沒有這些背景下的,鋼筋水泥建築物可以堅持多久。
水泥的主要成分是矽酸鹽,它的使用壽命,可以參考天然的矽酸鹽石料。岩石在自然中的壽命可以達到千年萬年,但是暴露在空氣中,也面臨着風化被雨水侵蝕成泥沙的後果。建築的壽命倒也不會像岩石那麼久,但留存幾百年是沒有問題的。
不過真正影響建築壽命的,不是建築物中水泥而是鋼筋,鋼筋在潮濕的環境中容易被氧化。如果建築物的保護層做得不夠好,長久下來,鋼筋就會被鏽蝕從而失去抗拉能力,導緻水泥混凝土的抗壓抗拉結構失效,建築結構坍塌這便是建築最終的壽命。至于具體的年限是多少,還是要看建築物本身的保護設計和建造質量。
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