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    混凝土技術真的是靠經驗去蒙的嗎?    
   
  發布日期:2015-5-26 14:25:08 點擊次數:
   
   
   
   

核心提示:二十世紀后半葉混凝土業界最偉大的成就之一,就是讓混凝土技術成為了一門材料科學,通過材料科學、化學、結構工程、工程力學等領域的科學家、工程師、科研工作者們的不懈努力,我們終于可以用科學的方法來描述、研究、預測、評估混凝土這個非常復雜的材料,混凝土也像高性能陶瓷、高性能合金、高分子聚合物、高性能塑料等等工程材料一樣,成為材料科學新的研究對象。

 

你猜這是什么?

 

這是混凝土里的一朵玫瑰花!

 

事實上,這是電子顯微鏡下混凝土中 monosulfate (AFm phase)的照片。

 

二十世紀后半葉混凝土業界最偉大的成就之一,就是讓混凝土技術成為了一門材料科學,通過材料科學、化學、結構工程、工程力學等領域的科學家、工程師、科研工作者們的不懈努力,我們終于可以用科學的方法來描述、研究、預測、評估混凝土這個非常復雜的材料,混凝土也像高性能陶瓷、高性能合金、高分子聚合物、高性能塑料等等工程材料一樣,成為材料科學新的研究對象。

 

在這之前,我們只能靠經驗蒙。蒙的結果有時候還可以,但更多的時候是慘不忍睹的。很多混凝土結構十年不到就出問題了,要么鋼筋銹蝕,要么堿骨料反應嚴重,要么表皮全開裂,要么抗滲性能降低到不能接受的地步……為了維修這些出問題的混凝土結構,我們不得不花費大量的人力物力和時間金錢。而且由于基礎設施建設的規模一般都比較龐大,很多時候真的是「拆了東墻補西墻」,剛剛修好這邊,那邊又不行了。

 

僅以美國為例,統計資料顯示2004年美國全國用于維修混凝土結構的投資高達200億美金,而因為混凝土中的鋼筋銹蝕造成的拆除、重建、維修、加固等損失更是高達一年1200億美金。更重要的是,因為總的資金是有限的,把有限的資金用來維修舊的出問題的混凝土結構,意味著就沒有錢建造新的混凝土結構了,社會急需的新道路、新橋梁、新水壩很可能會因為資金緊張而無法完工。如果不修舊的,舊的就會出問題,橋會塌,大壩會崩潰;如果修舊的,那就沒錢建新的,就無法用基礎設施來促進經濟發展。進退兩難,舉步維艱,而這一切的根本原因很可能是因為當初設計建造的不科學。

 

事實上,混凝土工業是全球規模最大的產業之一,是溫室氣體排放的主要產業之一,也是全球消耗自然資源最多的產業。混凝土是全球產量最大的工業品,每人每年平均三噸。水泥廠生產水泥的化學反應需要高溫,化學反應本身再加上燃料的燃燒,每生產一噸水泥就要釋放一噸的二氧化碳,這還是技術比較新、設備比較好的水泥廠;對于那些陳舊的小水泥廠,可能附近整個地區都會是灰蒙蒙的。

 

消耗了這么多的自然資源,排放了這么多的溫室氣體,順帶著污染了水泥廠周圍的環境,最后弄出來一堆用不了十年二十年就會出問題的產品,壞掉了還沒地方扔,全變成了建筑垃圾。至少在我看來,這是赤裸裸的對人類的犯罪,是堅決不能接受的。

 

也許你會說,沒覺得有那么多混凝土結構十幾年就不行了,也沒見過壞的不像樣子的混凝土結構,為什么呢?因為很多其它原因,你身邊的很多混凝土結構不到十幾年就已經被拆掉重建了,又一次為GDP的增長做貢獻去了。

 

也許你會說,關我什么事兒呢?十幾年后的事情十幾年以后再說,我先干我這個工程,拿到錢再說。如果您這么想,那我也沒辦法。但是我知道,那些造三鹿奶粉、蘇丹紅食品的肯定也是類似的想法。

 

某種意義上,加固維修的巨額花銷都是在為當初設計建造時候的錯誤買單。如果當初工程師們能夠蒙的好一點點,就能為現在節省這每年上千億美金的開支。顯然,蒙是不靠譜的,我們需要比蒙更好的方法。什么是更好的方法呢?不同的人有不同的見解。

 

有的人會殺雞宰羊,放鞭炮,挑好日子,不讓女性朋友下工地,他們認為這樣就會避免工程事故,提高工程質量;有的人依靠經驗,一切以老把式、老師傅教的為準,以前都是這樣干的,所以這次也一樣;還有些人會依靠科學,用化學、力學的知識來解釋問題,用實驗、分析來解決問題。

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