01
水泥壽命60~70年,而我國三峽大壩的最終耗資為2078億,以折中65年壽命來算,三峽大壩年損耗31.96億?
耗費巨大人力、物力、財力的世紀工程三峽大壩,只能矗立60~70年?
還有人說水泥壽命只有50年,你怎么又給它的壽命增加了10~20年,難不成你手上有“水泥生死簿”?
以上的內(nèi)容全部大錯特錯,我坐在電腦前查了一下午資料,都沒有找到水泥有固定壽命這一說法,而且大壩澆筑的是混凝土,混凝土中雖然有水泥的成分,但二者之間并不是等同關(guān)系,不能以水泥的壽命來衡量混凝土的壽命。
下面一起來看看水泥、混凝土、大壩壽命到期后的結(jié)局。
02
水泥跟混凝土的區(qū)別
水泥的主要原材料就是富含碳酸鈣,硅酸鹽的巖石,用石灰、黏土、礦渣以一定比例混合,再經(jīng)過約1450℃的高溫,其內(nèi)部的碳酸鈣和硅酸鹽的化學鍵就會斷開,最后形成硅酸鈣,冷卻后就是我們印象中的粉末狀。
水泥在遇到水后,內(nèi)部的鈣和硅酸分子會溶解,生成水化硅酸鈣和氫氧化鈣,二者之間在氫鍵和分子之間的作用力下會緊密結(jié)合在一起,直到水泥變成堅硬的固體狀為止。
通常水泥主要用于普通民用建筑,比如貼瓷磚的水泥砂漿等等。
混凝土是以水泥為膠凝材料,再配上一定比例的骨料(石頭塊)、沙子、水,經(jīng)過攪拌最終得到的水泥混凝土。
從定義上來看,水泥只是混凝土的一部分,但混凝土卻不只是水泥。
混凝土通常用于現(xiàn)代建筑、軍事等重要土木工程中是一種極為優(yōu)質(zhì)的工程復合材料。
03
影響水泥、混凝土壽命的因素
關(guān)于網(wǎng)上說“水泥壽命只有50年”的言論,可以明確的說,就是謠言,并且關(guān)于水泥的壽命,沒有明確的數(shù)值。
網(wǎng)上說的“5年”、“25年”、“50年”這些數(shù)值,都是建筑的設(shè)計使用年限,跟水泥壽命不能劃等號。
但水泥的壽命會受到“水分”、“高溫”的影響。
水泥遇水產(chǎn)生反應,這點大家都知道,但很多朋友忽視的一點是,空氣中也有水分,當水泥生產(chǎn)后沒有及時賣出,堆積在倉庫中時,其實水泥已經(jīng)悄悄跟空氣中的水分發(fā)生化學反應了。
簡而言之,水泥儲存時間越久,其強度就越差,一般從生產(chǎn)日期算起,超過30天未使用,水泥的強度就開始下降了。
如果水泥超過365天未使用,強度基本上連50%都達不到。(家里有舊水泥的注意)
此外,水泥如果在高溫暴曬下加工,其強度也會有所下降,這是因為水泥中的氫氧化鈣會在高溫下分解。
客觀的說,民用住宅建筑物表層是否開裂,主要原因是里面的鋼筋,單純水泥的壽命基本都在50年以上,但還是那句話,建筑物壽命也沒有固定數(shù)值,因為里面包含的材料太多,并且相互之間還會影響。
就比如中山大學的馬丁堂,這棟建筑屬于我國最早的一批水泥建筑,到現(xiàn)在也都100多年了,至今還好端端的矗立在那里。
04
混凝土的壽命影響因素
再來說說混凝土的壽命影響因素,前面說過它是由骨料、沙子、水泥三部分組合而成,但很少有人知道的是,水泥的占比只有10%左右,沙子也是10%,其中80%都是石頭塊。
在客觀上講,混凝土的壽命極其漫長,但是如果把混凝土投入到建筑中去,它依然會遭到各種腐蝕物質(zhì)的侵襲,以及其他影響因素,比如地震、水壩的推力等等。
所以用混凝土澆筑的建筑,其設(shè)計壽命基本在100年以上,經(jīng)過加固維修后,其壽命可以繼續(xù)延長。
05
水利大壩在70年以后會如何?
1.保持原樣
一般大壩都由混凝土材料組成,就拿三峽大壩來講,其設(shè)計原理就是利用大壩自身重量來抵御洪水的沖擊力,簡而言之,只要三峽大壩足夠重,洪水就沒法越過這道防線,此種類型的大壩也就是重力壩。
在三峽大壩的建造過程中,共使用了1700多萬立方米的混泥土,還有大約50萬噸的鋼筋,三峽大壩整體重量約4000多萬噸,比大山都重很多。
關(guān)于它的設(shè)計使用壽命,大家也不要再猜了,國家都有規(guī)定。
2014年水利部就在《水利水電工程合理使用年限及耐久性設(shè)計規(guī)范》中明確說明了,一級壅水建筑物(大壩)設(shè)計使用壽命為150年。
所以大壩即便過去70年,也不會有什么問題,該是什么樣,就是什么樣,而且是“設(shè)計使用壽命”。
2.加固維修
可以說,每一座大壩即便在剛建成的時候,也會產(chǎn)生很多裂紋,就算三峽大壩采用最新的溫控防裂技術(shù)還是如此。
因為湖北地區(qū)夏季高溫,混凝土在出機時的溫度高達40℃以上,如果直接澆筑進去,經(jīng)過化學反應后,內(nèi)部核心溫度將會超過70℃,壩體在如此高溫下冷凝,很容易出現(xiàn)較大的裂縫,從而會影響大壩整體強度。
所以三峽大壩當時混了很多7℃低溫預冷混凝土材料進去,但饒是如此,三峽大壩表層還是會有細如發(fā)絲般的裂縫,這是全球所有大壩的通病,我國的三峽大壩已經(jīng)在這方面做到了極致,不過這些微小的裂縫并不會影響大壩強度。
但隨著使用年數(shù)的增加,大壩還是會在風化、冰凍和溶蝕的作用下出現(xiàn)老化現(xiàn)象,接著大壩表層就會出現(xiàn)破損、剝落等現(xiàn)象。
這也意味著大壩進入了設(shè)計使用年限的末期,但并不代表大壩就不能用,因為“設(shè)計使用年限”≠“最終使用年限”。
大壩經(jīng)過加固修復,仍然可以維持正常使用水平,1937年的豐滿大壩(動工)就是不錯的例子。
此外,1875年設(shè)計的第一座鐵筋混凝土橋,如果按照“設(shè)計使用年限”來講,早就“壽終正寢”了,但如今這座橋經(jīng)過不斷加固修復,仍在正常使用中。
這就好比一座房子,正常設(shè)計年限是70年,但超過100年的房屋還是很多,就是因為戶主在建筑物出現(xiàn)老化后,如果不想拆除,還是可以通過修復的手段,為其延長壽命的。
3.拆掉重建
當修復所需要的費用接近新造一座大壩時,有關(guān)部門就會考慮把舊的大壩拆掉后重建。
還是以豐滿大壩舉例,這座大壩建于1937年動工,1943年正式投入使用,由于使用年數(shù)在不斷增加,大壩出現(xiàn)了各種老化問題,所以在2012年,我國有關(guān)部門決定在原大壩下游120米處,建立一座新的大壩。
2018年12月12日,矗立了近80年的豐滿大壩以爆破的形式,結(jié)束了它的光榮使命。
結(jié)語
綜上所述,水泥沒有固定壽命,但要說只有60~70年肯定是不對的,因為部分重要建筑也是用水泥造的,它們的設(shè)計使用年限高達100年,真正的壽命自然就超過了100年。
要說水泥跟大壩之間沒有影響,那也不夠嚴謹,但在混凝土中只占10%左右的水泥,對大壩的壽命影響微乎其微,至于70年后的大壩該怎么處理,其實是大家多慮了。
因為答案很簡單,有問題就修復,修復成本高就重建,并沒有什么復雜性。
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