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為什么現代建筑中要用混凝土
混凝土是指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程復合材料的統稱,它廣泛應用于土木工程。下面我們來看看為什么現代建筑中要用混凝土,歡迎閱讀借鑒。
為什么現代建筑中要用混凝土
混凝土是用石灰與砂子、砂礫和小石頭混合制成的建筑材料。在混凝土里加水后,它就會變成黏稠的半流體,并慢慢凝固成堅硬的固體,非常適合于建筑。而且,混凝土具有便宜、耐用、耐壓、耐水、耐火、可塑等多種優點,其原材料也隨處可見,所以混凝土在建筑中得到了廣泛應用。另外,為了彌補混凝土易斷裂的缺陷,人們又制造了鋼筋混凝土和預應力混凝土,即利用鋼筋、玻璃纖維或鋼纜的作用來增強混凝土的抗拉能力。混凝土的強度得到提高,其應用也就更加廣泛了。
混凝土的發展歷史
初期發展
1900年,萬國博覽會上展示了鋼筋混凝土在很多方面的使用,在建材領域引起了一場革命。法國工程師艾納比克1867年在巴黎博覽會上看到莫尼爾用鐵絲網和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后,受到啟發,于是設法把這種材料應用于房屋建筑上。1879年,他開始制造鋼筋混凝土樓板,以后發展為整套建筑使用由鋼筋箍和縱向桿加固的混凝土結構梁。僅幾年后,他在巴黎建造公寓大樓時采用了經過改善迄今仍普遍使用的鋼筋混凝土主柱、橫梁和樓板。1884年德國建筑公司購買了莫尼爾的專利,進行了第一批鋼筋混凝土的科學實驗,研究了鋼筋混凝土的強度、耐火能力。鋼筋與混凝土的粘結力。1887年德國工程師科倫首先發表了鋼筋混凝土的計算方法;英國人威爾森申請了鋼筋混凝土板專利;美國人海厄特對混凝土橫梁進行了實驗。1895年——1900年,法國用鋼筋混凝土建成了第一批橋梁和人行道。1918年艾布拉姆發表了著名的計算混凝土強度的水灰比理論。鋼筋混凝土開始成為改變這個世界景觀的重要材料[2]。
混凝土可以追溯到古老的年代,其所用的膠凝材料為粘土、石灰、石膏、火山灰等。自19世紀20年代出現了波特蘭水泥后,由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的強度和耐久性,而且原料易得,造價較低,特別是能耗較低,因而用途極為廣泛(見無機膠凝材料)。
現在發展
20世紀初,有人發表了水灰比等學說,初步奠定了混凝土強度的理論基礎。以后,相繼出現了輕集料混凝土、加氣混凝土及其他混凝土,各種混凝土外加劑也開始使用。60年代以來,廣泛應用減水劑,并出現了高效減水劑和相應的流態混凝土;高分子材料進入混凝土材料領域,出現了聚合物混凝土;多種纖維被用于分散配筋的纖維混凝土,F代測試技術也越來越多地應用于混凝土材料科學的研究。
混凝土的腐蝕性能
混凝土材料是一種耐久性材料,但是本質上是一種非均勻的多孔材料,在二氧化碳、水、氯離子、硫酸鹽等的介質的侵蝕作用下,不可避免受到外來因素的影響而腐蝕,混凝土會加速破壞,使用壽命大大縮短。
鹽類結晶
當混凝土與含有大量可溶性鹽類化合物的水接觸時,這些鹽類化合物會滲入混凝土中,經過水分的蒸發,鹽類在混凝土中不斷濃縮,最后形成結晶,而結晶過程還往往伴隨體積的增大。因此,造成混凝土材料的開裂破壞。典型當屬硫酸鹽腐蝕。混凝土材料的使用中,化學腐蝕中最廣泛和最普通的形式是硫酸鹽的腐蝕。硫酸鹽與水泥中的鈣釩石發生反應生成硫鋁酸鹽,并伴有體積的增大,而導致混凝土材料的開裂。這種開裂進一步加速了硫酸鹽對混凝土基體的腐蝕。
滲濾鹽霜
當水分能從混凝土表面滲出時,混凝土表面總會出現鹽霜。這些鹽類由混凝土滲析出,經蒸發水分后結晶而成,或是與大氣中二氧化碳相互作用的結晶。表明混凝土內部發生了明顯的滲濾,嚴重的滲濾導致孔隙率增加,從而降低了混凝土層的強度和增加了受侵蝕性化合物的作用。
酸堿腐蝕
混凝土材料是一種堿性材料,一般不會遭受堿性物質的腐蝕。但在化工企業中,長時間接觸高濃度堿性物質也會使混凝土材料破壞;炷敛牧蠈λ岬牡挚鼓芰^弱。比如,碳酸與氫氧化鈣反應形成可溶性的碳酸氫鈣。因此,碳酸對混凝土有較大的腐蝕性,即空氣中的二氧化碳對混凝土材料產生腐蝕的原因。
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