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    新聞資訊

    警覺!上個世紀的許多混凝土結構正在潰散

    新南威爾士大學副講師蓋伊·庫勒曼斯(Guy Keulemans)寫道,咱們應該專心于飽嘗時刻檢測的修建。

    就其自身而言,混凝土是一種十分經用的修建資料。羅馬宏偉的萬神殿是世界上最大的非鋼筋混凝土穹頂,經過將近1900年的開展,其狀況極為優勝。

    可是,上個世紀的許多混凝土結構(橋梁,公路和修建物)正在潰散。本世紀之前建造的許多混凝土結構將在其終結之前被篩選。

    考慮到古代修建的生計,這似乎很奇怪。關鍵的區別是躲藏在混凝土中的鋼筋的現代用處,即鋼筋。

    鋼主要由鐵制成,鐵不可改動的特性之一就是生銹。這以難以檢測且修正成本高的方式破壞了混凝土結構的耐久性。

    雖然維修是合理的做法,以保存20世紀標志性修建的修建遺產,例如由像Frank Floyd Wright這樣的鋼筋混凝土用戶規劃的修建,但對于絕大多數修建物而言,這是否負擔得起還是令人置疑。

    作家羅伯特·庫蘭(Robert Courland)在他的《混凝土星球》一書中估量,僅在美國,混凝土基礎設施的維修和重建費用將達到數萬億美元,并由子孫承當。

    在20世紀初期,混凝土行業積極,有時是不切實際的推動了這些質量,然后導致了它的廣泛普及。

    鋼筋混凝土與更經用的修建技術(例如鋼框架或傳統的磚和砂漿)競爭。在世界范圍內,它現已替代了對環境敏感的低碳挑選,如泥磚和夯土,這些前史做法也或許更耐久。

    20世紀初的工程師以為鋼筋混凝土結構將繼續很長的時刻-或許長達1000年。實際上,它們的壽數更像是50-100年,有時乃至更短。修建法規和政策一般要求修建物要生計數十年,但惡化或許僅需10年即可開端。

    許多工程師和修建師指出了鋼和混凝土之間的天然親和力:它們具有相似的熱膨脹特性,而混凝土的堿度能夠幫助抑制生銹?墒,仍然缺少關于它們的綜合質量的常識,例如,與陽光有關的溫度改動方面的常識。

    用于混凝土加固的許多替代資料,例如不銹鋼,鋁青銅和纖維聚合物復合資料,沒有得到廣泛使用。一般鋼加固的可承受性對開發人員具有吸引力?墒窃S多計劃者和開發者沒有考慮到保護,修補或替換的額定費用。

    有一些能夠處理鋼腐蝕問題的技術,例如陰極保護,其間整個結構都與防銹電流相連。還有一些有趣的新方法能夠經過電氣或聲學手法監測腐蝕。

    另一挑選是用防銹化合物處理混凝土,雖然這些或許有毒且不適用于修建物。有幾種新的無毒抑制劑,包含從竹子中提取的化合物和細菌衍生的“生物分子”。

    可是,從根本上講,這些開展都無法處理固有的問題,行將鋼放入混凝土中會破壞其潛在的巨大耐久性。

    重建的環境成本

    這對地球有嚴重的影響。在汽車和燃煤電廠之后,混凝土是造成二氧化碳排放量第三大的要素。僅水泥制造業就占全球CO2排放量的5%;炷吝占修建和拆除廢物的最大比例,約占一切廢物填埋場廢物的三分之一。

    回收混凝土既困難又昂貴,降低其強度并或許催化化學反應,然后加快腐爛。世界需求減少其混凝土產量,可是假如不建造更長久的結構,這將是不或許的。

    在最近的一篇論文中,我建議鋼筋混凝土的廣泛承受或許是一種傳統的,占主導地位且終究具有破壞性的慵懶物質觀念的表達?墒卿摻罨炷敛⒉皇钦鎸嶃紤械。

    混凝土一般被以為是石頭般的全體全體資料。實際上,它是由熟石灰石,黏土狀資料和各種巖石或沙質骨料組成的復雜混合物。石灰石自身是由貝殼和珊瑚組成的沉積巖,其構成受許多生物,地質和氣候要素的影響。

    這意味著,混凝土結構,雖然具有石頭般的表面質感,實際上是由被巖石磨碎的海洋生物的骨骼構成的。這些海洋生物的生計,死亡和構成石灰石需求數億年的時刻。這個時刻尺度與今世修建的壽數構成鮮明對比。

    鋼鐵一般也被以為是慵懶的和有彈性的!拌F器時代”之類的術語暗示著陳舊的經用性,雖然“鐵器時代”的人工制品相對較少,由于它們會生銹。假如可見修建用鋼,則能夠對其進行保護-例如,當悉尼海港大橋反復涂漆和重新涂漆時。

    可是,當嵌入混凝土中時,鋼是躲藏的,但卻是秘密活動的。水分經過成千上萬的細小裂紋進入,然后發生電化學反應。鋼筋的一端成為陽極,另一端成為陰極,構成一個“電池”,該電池為鐵轉化成鐵銹提供了動力。鐵銹可使鋼筋膨脹至其尺度的四倍,然后擴展裂縫并迫使混凝土在稱為脫落的過程中破裂,脫落過程被廣泛稱為“混凝土癌”。

    我建議咱們需求改動思想方式,以將混凝土和鋼材識別為充滿活力的活性資料。這不是改動任何現實的狀況,而是改動咱們對這些現實的理解和舉動的方向。防止浪費,污染和不必要的重建將需求超越紀律的時刻考慮,這對于修建業尤其如此。

    過去潰散的文明向咱們展現了短期思想的結果。

    咱們應該將要點放在飽嘗時刻檢測的修建上,避免終究導致笨拙,廢棄的文物比復活節島的雕像更不合適其原始用處。

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