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水泥寿命60~70年,而我国三峡大坝的最终耗资为2078亿,以折中65年寿命来算,三峡大坝年损耗31.96亿?
耗费巨大人力、物力、财力的世纪工程三峡大坝,只能矗立60~70年?
还有人说水泥寿命只有50年,你怎么又给它的寿命增加了10~20年,难不成你手上有“水泥生死簿”?
以上的内容全部大错特错,我坐在电脑前查了一下午资料,都没有找到水泥有固定寿命这一说法,而且大坝浇筑的是混凝土,混凝土中虽然有水泥的成分,但二者之间并不是等同关系,不能以水泥的寿命来衡量混凝土的寿命。
下面一起来看看水泥、混凝土、大坝寿命到期后的结局。
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水泥跟混凝土的区别
水泥的主要原材料就是富含碳酸钙,硅酸盐的岩石,用石灰、黏土、矿渣以一定比例混合,再经过约1450℃的高温,其内部的碳酸钙和硅酸盐的化学键就会断开,最后形成硅酸钙,冷却后就是我们印象中的粉末状。
水泥在遇到水后,内部的钙和硅酸分子会溶解,生成水化硅酸钙和氢氧化钙,二者之间在氢键和分子之间的作用力下会紧密结合在一起,直到水泥变成坚硬的固体状为止。
通常水泥主要用于普通民用建筑,比如贴瓷砖的水泥砂浆等等。
混凝土是以水泥为胶凝材料,再配上一定比例的骨料(石头块)、沙子、水,经过搅拌最终得到的水泥混凝土。
从定义上来看,水泥只是混凝土的一部分,但混凝土却不只是水泥。
混凝土通常用于现代建筑、军事等重要土木工程中是一种极为优质的工程复合材料。
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影响水泥、混凝土寿命的因素
关于网上说“水泥寿命只有50年”的言论,可以明确的说,就是谣言,并且关于水泥的寿命,没有明确的数值。
网上说的“5年”、“25年”、“50年”这些数值,都是建筑的设计使用年限,跟水泥寿命不能划等号。
但水泥的寿命会受到“水分”、“高温”的影响。
水泥遇水产生反应,这点大家都知道,但很多朋友忽视的一点是,空气中也有水分,当水泥生产后没有及时卖出,堆积在仓库中时,其实水泥已经悄悄跟空气中的水分发生化学反应了。
简而言之,水泥储存时间越久,其强度就越差,一般从生产日期算起,超过30天未使用,水泥的强度就开始下降了。
如果水泥超过365天未使用,强度基本上连50%都达不到。(家里有旧水泥的注意)
此外,水泥如果在高温暴晒下加工,其强度也会有所下降,这是因为水泥中的氢氧化钙会在高温下分解。
客观的说,民用住宅建筑物表层是否开裂,主要原因是里面的钢筋,单纯水泥的寿命基本都在50年以上,但还是那句话,建筑物寿命也没有固定数值,因为里面包含的材料太多,并且相互之间还会影响。
就比如中山大学的马丁堂,这栋建筑属于我国最早的一批水泥建筑,到现在也都100多年了,至今还好端端的矗立在那里。
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混凝土的寿命影响因素
再来说说混凝土的寿命影响因素,前面说过它是由骨料、沙子、水泥三部分组合而成,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%都是石头块。
在客观上讲,混凝土的寿命极其漫长,但是如果把混凝土投入到建筑中去,它依然会遭到各种腐蚀物质的侵袭,以及其他影响因素,比如地震、水坝的推力等等。
所以用混凝土浇筑的建筑,其设计寿命基本在100年以上,经过加固维修后,其寿命可以继续延长。
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水利大坝在70年以后会如何?
1.保持原样
一般大坝都由混凝土材料组成,就拿三峡大坝来讲,其设计原理就是利用大坝自身重量来抵御洪水的冲击力,简而言之,只要三峡大坝足够重,洪水就没法越过这道防线,此种类型的大坝也就是重力坝。
在三峡大坝的建造过程中,共使用了1700多万立方米的混泥土,还有大约50万吨的钢筋,三峡大坝整体重量约4000多万吨,比大山都重很多。
关于它的设计使用寿命,大家也不要再猜了,国家都有规定。
2014年水利部就在《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》中明确说明了,一级壅水建筑物(大坝)设计使用寿命为150年。
所以大坝即便过去70年,也不会有什么问题,该是什么样,就是什么样,而且是“设计使用寿命”。
2.加固维修
可以说,每一座大坝即便在刚建成的时候,也会产生很多裂纹,就算三峡大坝采用最新的温控防裂技术还是如此。
因为湖北地区夏季高温,混凝土在出机时的温度高达40℃以上,如果直接浇筑进去,经过化学反应后,内部核心温度将会超过70℃,坝体在如此高温下冷凝,很容易出现较大的裂缝,从而会影响大坝整体强度。
所以三峡大坝当时混了很多7℃低温预冷混凝土材料进去,但饶是如此,三峡大坝表层还是会有细如发丝般的裂缝,这是全球所有大坝的通病,我国的三峡大坝已经在这方面做到了极致,不过这些微小的裂缝并不会影响大坝强度。
但随着使用年数的增加,大坝还是会在风化、冰冻和溶蚀的作用下出现老化现象,接着大坝表层就会出现破损、剥落等现象。
这也意味着大坝进入了设计使用年限的末期,但并不代表大坝就不能用,因为“设计使用年限”≠“最终使用年限”。
大坝经过加固修复,仍然可以维持正常使用水平,1937年的丰满大坝(动工)就是不错的例子。
此外,1875年设计的第一座铁筋混凝土桥,如果按照“设计使用年限”来讲,早就“寿终正寝”了,但如今这座桥经过不断加固修复,仍在正常使用中。
这就好比一座房子,正常设计年限是70年,但超过100年的房屋还是很多,就是因为户主在建筑物出现老化后,如果不想拆除,还是可以通过修复的手段,为其延长寿命的。
3.拆掉重建
当修复所需要的费用接近新造一座大坝时,有关部门就会考虑把旧的大坝拆掉后重建。
还是以丰满大坝举例,这座大坝建于1937年动工,1943年正式投入使用,由于使用年数在不断增加,大坝出现了各种老化问题,所以在2012年,我国有关部门决定在原大坝下游120米处,建立一座新的大坝。
2018年12月12日,矗立了近80年的丰满大坝以爆破的形式,结束了它的光荣使命。
结语
综上所述,水泥没有固定寿命,但要说只有60~70年肯定是不对的,因为部分重要建筑也是用水泥造的,它们的设计使用年限高达100年,真正的寿命自然就超过了100年。
要说水泥跟大坝之间没有影响,那也不够严谨,但在混凝土中只占10%左右的水泥,对大坝的寿命影响微乎其微,至于70年后的大坝该怎么处理,其实是大家多虑了。
因为答案很简单,有问题就修复,修复成本高就重建,并没有什么复杂性。
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