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參考以下文章來源:
水泥的來源。
1824年英國人Joseph Aspdin最早發明出水泥材料,他將石灰石和粘土放入高溫煅燒,將煅燒后的物質粉末稱之為水泥。
1849年法國人J. L. Lambot第一個提出使用水泥將兩塊石頭或磚頭粘合在一起,便是在此次的科學探索中,水泥才正式成為建筑材料。
最早時期的建筑材料都是由植物、動物,以及礦石礦產組成,建筑材料的使用年代一般在5000年以內,而人類文明已經有1.7萬年的歷史。
能夠保存在人類歷史長河中的建筑遺跡大概有2000年的歷史,比如長城、金字塔等都是具有2000年以上歷史的建筑。
近幾百年來建筑領域的科技發展飛速,晨星大廈、白金漢宮、羅馬斗獸場等都是近現代建筑杰作。
而水泥的發明正是建筑材料的一次革新,它可以將碎石粘合在一起,形成一個整體,為建筑提供了更加牢固的結構。
那么水泥又是如何制作而成呢?
水泥的原料主要來自于三種礦石:一種是含碳酸鈣的礦石,這類礦石可以煅燒出石灰粉;第二種是含硅酸鹽的礦石,這類礦石可以煅燒出硅石粉或黏輝石;第三種是含鋁和鐵酸鹽礦石,可以燒成鋁土礦和鐵粉,這三種礦石礦物在加熱的過程中會產生化學反應,形成水泥石.
如果單純的對礦石進行加熱,產生的粉末就是水泥,并沒有砂礫和碎石這一類建筑材料的存在,只有將水泥和砂礫碎石混合起來才可以形成現在我們所看到的混凝土。
水泥種類較多,一般都分為通用水泥和特種水泥,通用水泥的主要成分是石灰石和粘土,石灰石中含有一定的氧化鐵,而粘土中含有一定的氧化鋁。
在高溫煅燒的過程中,氧化鐵可以與氧化鋁發生反應,這樣產生的礦物物質不僅有硅酸鹽,還有鋁酸鹽,這類水泥中的C3A含量較高,稱其為硫鋁酸鹽水泥。
硫鋁酸鹽水泥適用范圍較小,主要是高端建筑、港口設施、輕軌等需要耐磨耐侵蝕的領域。
另一種是低鋁酸鹽水泥,這類水泥的C3A含量較低,且抗硫酸侵蝕的能力也較差,不適用于易受硫化腐蝕的建筑。
在低鋁酸鹽水泥的基礎上進行摻配砂石,將其制作成混凝土,用于普通建筑物的建筑。
水泥的用途。
水泥按應用領域可以分為硅酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥,硅酸鹽水泥又可以分為普通硅酸鹽水泥和高強度硅酸鹽水泥。
普通硅酸鹽水泥也叫做勁礦硅酸鹽水泥,它的早期強度較低,但其強度穩定,適用于制作砂漿;高強度硅酸鹽水泥也稱高效硅酸鹽水泥,其工作性較好,早期強度較高,適用于大型的鋼筋混凝土結構。
鋁酸鹽水泥按其膨脹系數和早期強度不同可以分為低熱水泥和高性能輕骨料混凝土用膨脹水泥,低熱水泥膨脹系數較小,早期強度就較低,并且熱量少,不適用于大型的筑壩工程。
高性能輕骨料混凝土用膨脹水泥,這類水泥其早期強度大大超過常規的硅酸鹽水泥,也可以大大降低骨料的沉降,制作的混凝土可以降低骨料的用量,大大降低混凝土的密實度。
混凝土的組成。
在建筑中,混凝土承擔著十分重要的角色,它主要由水泥、水和骨料組成,這幾種建筑材料按照重量的占比可以分別是水泥占16%、水占8%、骨料占76%。
而將這些材料和在一起經歷的形成過程也很簡單,就是將水泥、骨料、水混合在一起,然后靜置數小時就可以形成堅硬的混凝土材料。
但其實建筑的使用壽命主要還是在于混凝土。
“水泥的壽命只有50年”是怎么來的?
其實這句話雖然只有一句話,但涉及的面較廣,需要做一些解釋。
首先要明白,水泥壽命只有50年,是指在無保護的情況下,就會出現老化。
但在加固或保護的情況下,建筑可以達到更久的壽命。
水泥老化的原因。
那么為什么水泥壽命只有50年?
水泥的老化主要是由于其中的混凝土中的骨料,這些骨料在水泥的石灰化反應中容易被石膏和膨脹物質腐蝕,進而導致混凝土的孔隙度增加,內部的腐蝕物質可以介入到空隙中。
混凝土的內部結構就會發生塑性變化,當這種變化積累到一定的程度,混凝土中的骨料就會脫落,從而導致混凝土的開裂,進而滿足外界物質和空氣等的介入,這樣混凝土中的骨料就會發生銹蝕。
隨著時間的推移,這種腐蝕會變得越來越嚴重,最終形成混凝土材料的老化。
而水泥壽命的另一個重要原因就是水泥本身的質量無法保證。
在生產過程中,粉磨工藝的不斷提高,使得水泥的強度和韌性都有了大幅提高。
但是水泥的強度越大,就意味著氧化速度更快,在氧化的過程中,容易產生膨脹物質,加速混凝土的老化,所以就造成了水泥的壽命只有50年的說法。
但是加入建筑物的建筑人員對建筑進行加固,是可以讓建筑物的壽命大大延長的。
其實水泥在形成混凝土之后,就形成了堅硬的結構,就算是輕微老化,其結構也會比金屬物質還要堅硬耐用。
而且水泥在遭受壓力和拉力的作用下,具有很好的抗壓和抗拉性能,所以50年的壽命只是水泥在無保護下的一個范圍,只要建筑加固就可以延長水泥的使用壽命了。
解決方法。
建筑的設計規則中,明確規定了建筑的使用年限,對于住宅建筑,建筑的使用年限一般都是50年,對于一些公共建筑物,建筑年限較長,要根據建筑物的特殊性來確定年限。
可以在建筑的設計中加入對建筑物的定期檢查和維護以及加固的計劃,在建筑物使用到規定的年限之后,對建筑物進行定期的檢查和維護,對于發現的問題,及時進行加固處理,就能大大延長建筑物的使用壽命,保證建筑物的安全。
除此之外,目前隨著科技的不斷發展,未來可能會出現更加耐久的建筑材料,這樣可以大大減輕水泥的壓力,減少對水泥的需求,進而減少水泥對環境造成的影響。
結語
水泥壽命只有50年這句話在網絡中被無限放大,導致了許多人的誤解,其實這句話還需要做進一步的解釋,我們在使用水泥的時候,也需要更加重視水泥質量的檢測和監管,不僅要保證水泥的質量,還要保證建筑的安全和質量。
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2024-07-21 09:24:52回復
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