钢筋混凝土的问题

作者:申岁

<p>混凝土本身就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增强混凝土圆顶,经过近1,900年的发展,状况良好而上世纪的许多混凝土结构 - 桥梁,高速公路和建筑物 - 正在崩塌许多混凝土本世纪建造的建筑物将在其结束之前过时鉴于古建筑的生存,这可能看起来很好奇</p><p>关键的区别在于钢筋的现代使用,被称为钢筋,隐藏在混凝土内钢主要由铁制成,其中之一铁的不可改变的特性是它生锈了这破坏了混凝土结构的耐久性,难以检测和维修成本高,而修复可能是合理的,以保留标志性的20世纪建筑的建筑遗产,如钢筋混凝土用户设计的像弗兰克劳埃德赖特(Frank Lloyd Wright)一样,这对于v是否可承受或可取是值得怀疑的绝大多数结构作家罗伯特·库兰(Robert Courland)在其着作“混凝土星球”(Concrete Planet)中估计,仅在美国,混凝土基础设施的修复和重建成本将达到数万亿美元 - 由后代支付</p><p>钢筋是一种戏剧性的19世纪的创新钢筋增加了强度,允许创建长的悬臂结构和更薄,更少支撑的板坯它加快了施工时间,因为需要更少的混凝土浇筑这些板坯这些品质,由自信而有时两面派推动20世纪初由混凝土工业推广,导致其大规模普及钢筋混凝土与更耐用的建筑技术竞争,如钢架或传统砖和砂浆世界各地,它已取代环境敏感,低碳选择,如泥砖和夯土 - 可能更耐用的历史实践20世纪初的工程师钢筋混凝土结构应该持续很长时间 - 也许是1000年实际上,它们的寿命更像是50到100年,有时更少建筑规范和政策通常要求建筑物存活几十年,但是恶化可以从很少10年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,混凝土的碱度可以帮助抑制生锈但是仍然缺乏关于其复合材料质量的知识 - 例如,关于与阳光相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 - 尚未广泛使用普通钢筋的可承受性对开发商具有吸引力但许多规划者和开发人员未考虑维护,维修或更换的延长成本可以解决钢腐蚀问题的技术,例如阴极保护,其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,通过电气或声学手段另一种选择是治疗具有防锈化合物的混凝土,虽然这些可能是有毒的,不适合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衍生的“生物分子”从根本上说,这些发展都不能解决固有的问题将钢材置于混凝土废墟中可能会带来极大的耐久性这对地球造成严重影响混凝土是汽车和燃煤电厂之后二氧化碳排放的第三大因素水泥生产仅占全球二氧化碳排放量的5%左右混凝土也构成了建筑和建筑的最大比例大量废弃物,占垃圾填埋场垃圾的三分之一回收混凝土既困难又昂贵,降低了强度,可能催化加速腐烂的化学反应世界需要减少其混凝土生产,但如果不建设更长时间,这是不可能的 - 持久的结构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物质的传统,主导和最终破坏性观点的表达 但钢筋混凝土并不是真正的惰性混凝土通常被认为是一种石头状,整体和均质的材料事实上,它是熟石灰石,粘土状材料和各种岩石或沙质骨料的复杂混合石灰石本身就是一种由贝壳和珊瑚组成的沉积岩,其形成受到许多生物,地质和气候因素的影响这意味着混凝土结构,尽管它们的石头般的表面质量,实际上是由海洋生物的骨骼与岩石一起构成的</p><p>数百万年来,这些海洋生物生存,死亡和形成石灰石这个时间尺度与当代建筑的生命跨度形成鲜明对比钢铁通常被认为是惰性和弹性的术语如“铁器时代”这样的术语暗示着古老的耐久性,虽然铁器时代的人工制品比较罕见,正是因为它们生锈如果建筑钢材是可见的,它可以保持 - 对于ins当悉尼海港大桥被重复涂漆并重新涂漆时,当嵌入混凝土中时,钢被隐藏但秘密活跃通过数千个微小裂缝进入的水分产生电化学反应钢筋的一端变成阳极而另一端变成阴极,形成“电池”,为铁的转化提供动力铁锈可以将钢筋扩大到其尺寸的四倍,扩大裂缝并​​迫使混凝土在称为剥落的过程中破裂,更广泛地称为“混凝土癌症”我建议我们需要改变思路,认识具体和钢铁作为充满活力和活跃的材料这不是改变任何事实的情况,而是重新定位我们如何理解和采取行动避免浪费,污染和不必要的重建将需要远远超出纪律的时间观念,尤其是建筑业和建筑业过去向我们展示了短期思维的后果我们应该专注于建立经得起时间考验的结构 - 以免我们最终得到的笨重,....

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