混凝土本身的生命几乎是无限的,但这是一种理想的状态,与现实相去甚远。
混凝土(一般为钢筋混凝土)是硅酸盐水泥、石骨料和钢骨的混合物。水泥水化作用形成网格包裹的骨料,形成刚体,与天然石材基本相同,具有较强的抗压强度,但不受拉。钢筋混凝土骨架具有很高的抗拉强度,能与原混凝土共同承受拉压荷载,综合性能良好,在实际工程中经常使用。
混凝土本身的使用寿命可与天然硅酸盐石材进行比较。众所周知,自然界中岩石的寿命是数十亿年。混凝土本身可以达到这一水平,在良好的保护条件下,如博物馆的标本或古埃及沙漠金字塔内的人造石头。
古罗马混凝土构件
然而,只要暴露在环境中,我们就应该考虑环境的风化作用。无论是树木生根、生物生长,还是岩浆的风、霜、雨、雪和洪水都会对混凝土产生重大影响。我们也知道自然界的岩石会被风化成沉积物,被水流切割侵蚀。考虑到这些因素,混凝土的寿命不会那么长。在这种情况下,生命和环境因素是密切相关的。当条件差,缺乏维护时,简单的混凝土将在几十年内显著风化。然而,超载路面,这是在恶劣的条件下,可能不会持续几年。
风化破坏混凝土
第三,钢筋的使用寿命。钢筋的抗拉强度是现代建筑不可缺少的一部分,但在潮湿的环境中也很容易被氧化和腐蚀。混凝土内部最初是碱性的,但在空气中二氧化碳的作用下,混凝土的PH值会慢慢下降到酸性。这一过程会产生固体碳酸钙等物质来提高混凝土本身的强度,但对钢筋的耐蚀性极为有害。如果混凝土保护层不够厚,钢筋的锈蚀和抗拉能力的丧失也会导致钢筋混凝土构件的破坏和建筑物的倒塌,这是混凝土建筑物的实际结构寿命。
钢筋锈蚀的修复比压平和重建要昂贵得多。
混凝土层的厚度取决于建筑物本身的设计寿命。早期的摩天大楼和混凝土建筑一般留下很大的结构边缘和非常厚的混凝土层。工程造价是不容忽视的,因此到目前为止是非常稳定的。但现代建筑很难说。有相当多的混凝土建筑在经过十多年的偷工减料后倒塌,钢筋混凝土与雨水混合了几十年。泥沙和盐的缺乏保养,严重的风化和锈蚀已成为危房。