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西安建筑加固讲解混凝土本身是一种非常耐用的建筑材料

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西安建筑加固讲解混凝土本身是一种非常耐用的建筑材料

发布日期:2018-12-22 作者: 点击:

混凝土本身是一种非常耐用的建筑材料。罗马宏伟的万神殿是世界上最大的非钢筋混凝土圆顶,经过近1900年的建造,现在保存完好。然而,许多上世纪的混凝土结构——桥梁、高速公路和建筑——正在坍塌。本世纪建造的许多混凝土结构在本世纪结束之前就会过时。

西安建筑加公司考虑到古代建筑的幸存,这似乎有些奇怪。关键的区别在于现代使用的钢筋,即钢筋,隐藏在混凝土内部。钢主要是由铁构成的,而铁不可改变的特性之一是生锈。这破坏了混凝土结构的耐久性,其检测难大,修复成本高。

为了保护20世纪标志性建筑的建筑遗产,比如由弗兰克?劳埃德?赖特(Frank Lloyd Wright)等钢筋混凝土使用者设计的那些建筑,修复工作或许是合理的,但对于绝大多数建筑来说,这是负担得起的,还是可的,这就值得怀疑了。作家罗伯特·库兰在他的《混凝土星球》一书中估计,仅在美国,混凝土基础设施的维修和重建成本就将达到数万亿美元,由子孙后代承担。

钢筋是19世纪的一项重大创新。钢筋增加了强度,允许创建长,悬臂结构和薄,支持较少的板。由于浇筑这种板所需的混凝土较少,它加快了施工时间。

这些品质,在20世纪初由混凝土行业果断的、有时是两面派的推广所推动,导致了混凝土行业的广泛流行。

钢筋混凝土与更耐用的建筑技术竞争,如钢框架或传统的砖块和砂浆。在世界各地,它已经取代了环境敏感、低碳的选择,如泥砖和夯土——这些历史做法可能也更持久。

20世纪初,工程师们认为钢筋混凝土结构可以使用很长时间——也许1000年。事实上,他们的寿命更像是50-100年,有时更短。建筑法规和政策通常要求建筑物能存活几十年,但只要10年,就会开始恶化。

许多工程师和建筑师指出钢和混凝土之间的天然亲和力:它们具有相似的热膨胀特性,混凝土的碱度有助于抑制生锈。但是,对它们的复合性质仍然缺乏了解,例如,与太阳暴晒有关的温度变化。

许多用于混凝土加固的替代材料——如不锈钢、铝青铜和纤维聚合物复合材料——尚未得到广泛应用。普通钢筋的经济承受能力对开发商具有吸引力。但是许多规划人员和开发人员没有考虑到维护、维修或更换的扩展成本。

有一些技术可以解决钢的腐蚀问题,例如阴极保护,在阴极保护中,整个结构与防锈电流相连。也有一些有趣的新方法来监测腐蚀,通过电或声学手段。

另一种选择是用一种防锈剂来处理混凝土,尽管这些药剂可能有毒,而且不适用于建筑物。有几种新的无毒抑制剂,包括从竹子中提取的化合物和细菌来源的“生物分子”。

然而,从根本上说,这些发展都不能解决将钢放入混凝土中破坏其潜在的巨大耐久性这一固有问题。

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重建的环境成本

这对地球产生了严重的影响。混凝土是二氧化碳排放的第三大来源,仅次于汽车和燃煤电厂。水泥制造单独负责大约5%的全球公司?排放。混凝土也构成了建筑和拆除垃圾的最大比例,约占所有垃圾填埋场的三分之一。

再生混凝土既困难又昂贵,它会降低混凝土的强度,还可能催化化学反应加速混凝土的腐烂。世界需要减少混凝土生产,但如果不建造更持久的结构,这是不可能的。

在最近的一篇论文中,我认为钢筋混凝土的广泛接受可能是对惰性物质的一种传统、主导和最终破坏性观点的表达。但是钢筋混凝土并不是惰性的。

混凝土通常被认为是一种类似石头的、整体的、均匀的材料。事实上,它是熟石灰、粘土状材料和各种岩石或砂质骨料的复杂混合物。石灰岩本身是由贝壳和珊瑚组成的沉积岩,其形成受许多生物、地质和气候因素的影响。

这意味着混凝土结构,尽管表面上看起来像石头,实际上是由海底生物的骨骼与岩石磨合而成的。这些海洋生物要经过数百万年的生存、死亡和形成石灰岩。这个时间尺度与当代建筑的寿命形成鲜明对比。

钢通常被认为是惰性的和有弹性的。像“铁器时代”这样的术语暗示着一种古老的耐久性,尽管铁器时代的文物因为生锈而相对罕见。如果建筑钢材是可见的,那么它就可以得到维护——例如,当悉尼海港大桥被反复粉刷和重新粉刷时。

然而,当嵌入到混凝土中时,钢是隐藏的,但却是秘密活动的。水分通过成千上万的微小裂缝进入,产生电化学反应。钢筋的一端成为阳极,另一端成为阴极,形成一个“电池”,为铁转化为铁锈提供动力。铁锈可以使钢筋膨胀到其尺寸的四倍,扩大裂缝,并迫使混凝土在剥落过程中破裂,更广为人知的是“混凝土癌症”。

我建议我们需要改变我们的思维,认识到混凝土和钢铁是充满活力和活力的材料。这不是要改变任何事实,而是要重新定位我们如何理解和根据这些事实采取行动。避免浪费、污染和不必要的重建将需要远远超出时间的学科概念的思考,这对建筑和建筑业尤其如此。

过去文明的崩溃向我们展示了短期思维的后果。我们应该把重点放在经得起时间考验的建筑结构上——以免我们最终得到的是笨重的、废弃的文物,这些文物并不比复活节岛的雕像更符合它们最初的用途。


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