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混凝土的相關(guān)知識

混凝土的壽命  

混凝土本身的壽命幾乎是無限的，但是這是理想情況，和實際差的很遠。  

混凝土（一般結(jié)構(gòu)用的是鋼筋混凝土）是硅酸鹽水泥，石子骨料和鋼筋骨架的混合物。水泥水化形成晶格包裹骨料形成剛體，這種結(jié)構(gòu)和天然的石料幾乎一致，有著極強的抗壓能力但是不能受拉力。鋼筋混凝土中的鋼筋骨架具有非常高的抗拉強度，能夠和原有的混凝土共同分擔拉壓荷載，具有很好的綜合性能，因此常用于實際工程之中。  

混凝土本身的壽命可以和天然的硅酸鹽石料比擬，眾所周知自然界中的山脈巖石的壽命都是億年計的，混凝土本身在受到良好保護的情況下，例如博物館中的標本或是古埃及沙漠金字塔內(nèi)部的人造石也可以達到這個級別。  

羅馬混凝土構(gòu)件  

但是只要暴露在環(huán)境中就要考慮環(huán)境中的風化，無論是樹木扎根，生物生長，還是風霜雨雪洪水巖漿，都會對混凝土造成顯著的影響。我們也知道自然界中的巖石會風化成泥沙，會被水流切割沖蝕，考慮到這些因素的話，混凝土的壽命就沒有那么多了。這種情況下的壽命和環(huán)境因素有很大關(guān)系，條件較差又缺乏維護時，單純的混凝土在幾十年內(nèi)就會顯著風化。而超載的公路路面這種條件惡劣的，未必撐得過幾年。  

風化損壞的混凝土  

再次是鋼筋的壽命。鋼筋的抗拉能力是現(xiàn)代建筑中不可或缺的一環(huán)，但是也極容易在潮濕環(huán)境中被氧化腐蝕。混凝土內(nèi)部初始時為堿性環(huán)境，但受空氣中的二氧化碳作用，混凝土的PH值會緩慢降低變?yōu)樗嵝�。這個過程會生成固體碳酸鈣等物質(zhì)增加混凝土本身強度，但是對鋼筋抗銹蝕極為不利。如果混凝土保護層不夠厚，那么在混凝土本身完好的情況下鋼筋被銹蝕失去抗拉能力也會導致鋼筋混凝土構(gòu)件失效，建筑倒塌，這是混凝土建筑的實際結(jié)構(gòu)壽命。

鋼筋銹蝕，基本上維修比推平重造還貴  

而混凝土層的厚度取決于建筑本身的設(shè)計壽命，早期的摩天大樓和混凝土建筑普遍留了很大的結(jié)構(gòu)余量和很厚的混凝土層，建造不惜工本因而至今非常牢固，但現(xiàn)代建筑就難說了，偷工減料十幾年就倒塌的混凝土建筑相當之多，幾十年間鋼筋混凝土就因配方摻雜海沙鹽分和缺乏維護嚴重風化銹蝕變成危樓的也為數(shù)不少。

1.抗?jié)B混凝土

抗?jié)B混凝土系指抗?jié)B等級不低于P6級的混凝土，即它能抵抗0.6MPa靜水壓力作用而不發(fā)生透水現(xiàn)象�？�?jié)B混凝土通過提高混凝土的密實度，改善孔隙結(jié)構(gòu)，從而減少滲透通道，提高抗?jié)B性。

富水泥漿法

富水泥漿法方法是依靠采用較小的水灰比，較高的水泥用量和砂率，提高水泥漿的質(zhì)量和數(shù)量，使混凝土更密實。

骨料級配法

骨料級配法是通過改善骨料級配，使骨料本身達到最大密實程度的堆積狀態(tài)。同時嚴格控制水灰比、用水量及拌合物的和易性，使混凝土結(jié)構(gòu)致密，提高抗?jié)B性。

外加劑法

外加劑法與前面兩種方法比較，施工簡單，造價低廉，質(zhì)量可靠，被廣泛采用。它是在混凝土中摻入適當品種的外加劑，改善混凝土內(nèi)孔結(jié)構(gòu)，隔斷或堵塞混凝土中各種孔隙、裂縫、滲水通道等，以達到改善混凝土抗?jié)B的目的。

采用特種水泥

采用無收縮不透水水泥、膨脹水泥等來拌制混凝土，能夠改善混凝土內(nèi)的孔結(jié)構(gòu)，有效提高混凝土的致密度和抗?jié)B能力。

2.超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)一般是水泥、石英砂、硅灰、鋼纖維、高效減水劑等加水拌合，經(jīng)凝結(jié)硬化后形成的一種具有超高強度和超高耐久性能的水泥基復合材料。與傳統(tǒng)混凝土相比，UHPC具有超高的抗壓強度，優(yōu)異的韌性和斷裂能，結(jié)構(gòu)可靠性好、耐久性高、耐磨性優(yōu)等優(yōu)點，并且其結(jié)構(gòu)自重約是傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)的1/3或1/2，顯著降低了靜荷載，有利于制造更細長的建筑結(jié)構(gòu)，降低混凝土結(jié)構(gòu)的厚度，節(jié)省材料和成本，降低工程總造價。UHPC具有以上諸多優(yōu)點，但也存在一些缺陷，如水熱過多、產(chǎn)生體積收縮、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)工藝復雜、粘性大和坍落度損失大等。因此，圍繞超高性能混凝土的原材料、生產(chǎn)工藝、養(yǎng)護方式、力學性能、耐久性能、水化微結(jié)構(gòu)等進行研究，成為近年來實際工程應用領(lǐng)域的研究熱點。

3.自愈混凝土——打不死的小強

人的皮膚表面如果被割傷，除非傷勢嚴重，一般會自行愈合，那么自愈性混凝土是怎么回事呢?自愈混凝土就是擁有和人類類似的特性的一種新型混凝土，即擁有破碎之后能夠自行“修復愈合”的功能。混凝土作為當今社會中使用最廣泛的建筑材料之一，不足之處就是很容易出現(xiàn)裂縫。自愈混凝土就是通過作用于結(jié)構(gòu)的腐蝕性雨水滲入加以激活，以其對混凝土開裂部分進行局部填充，形成混凝土的“修復愈合”。

自愈混凝土的優(yōu)勢：

混凝土結(jié)構(gòu)失效的主要原因是微裂縫的擴展，自愈混凝土的主要性能便是能在混凝土產(chǎn)生裂縫后做出反應自行愈合，這種新材料不僅可以提高混凝土的使用壽命，更能有效降低節(jié)約混凝土結(jié)構(gòu)中的維護成本。擁有這樣的性能優(yōu)勢，自愈性混凝土注定會是未來施工過程中建筑材料的首選。

4.透水混凝土——道路積水終結(jié)者

透水混凝土最早在上世紀七、八十年代開始得到研究和應用，近些年被不少國家大量推廣并使用，但是透水混凝土究竟是什么呢? 其實它是一種由骨料、水泥和水拌制而成的多孔輕質(zhì)混凝土。作為一種新的環(huán)保型、生態(tài)型的道路材料，透水混凝土所具備的透氣、透水以及重量輕等優(yōu)點，讓它在城市雨水管理和水污染防治等工作上有著不可替代的重要作用。

Topmix Permeable是一種新型的路面系統(tǒng)，“饑渴”是它最鮮明的特色～

動圖看著是不是挺震驚...那么大一灘水咋說沒就沒了呢?仔細看，潑到地面的水其實是被它“喝掉”了，所以地面上看起來才會像干了一樣。

這要歸功于 Permeable 特殊的路面結(jié)構(gòu)。它不像普通的路面是用砂石混凝土組成，而是將細小的花崗巖碎石混合在一起作為表層，以留下更大的縫隙。

這樣一來，下雨天時雨水就會通過這些縫隙快速滲透進地面，流入下方寬松的混凝土層，那里可以容納大量的水分�；蛘呤墙Y(jié)合地下排水管道引導水流方向，將大量的雨水排放到別地。

實際測試表明， Permeable 最高可以承受 36000毫米/小時的雨量。而相比之下，一般的瀝青路面只能承受 300毫米/小時 ，高下立判。

除了能有效解決積水和城市內(nèi)澇的問題，這種技術(shù)還能減少炎熱天氣時瀝青路面的受熱，降低地表溫度，一舉兩得。