混凝土的相关知识

混凝土的寿命  

混凝土本身的寿命几乎是无限的，但是这是理想情况，和实际差的很远。  

混凝土（一般结构用的是钢筋混凝土）是硅酸盐水泥，石子骨料和钢筋骨架的混合物。水泥水化形成晶格包裹骨料形成刚体，这种结构和天然的石料几乎一致，有着极强的抗压能力但是不能受拉力。钢筋混凝土中的钢筋骨架具有非常高的抗拉强度，能够和原有的混凝土共同分担拉压荷载，具有很好的综合性能，因此常用于实际工程之中。  

混凝土本身的寿命可以和天然的硅酸盐石料比拟，众所周知自然界中的山脉岩石的寿命都是亿年计的，混凝土本身在受到良好保护的情况下，例如博物馆中的标本或是古埃及沙漠金字塔内部的人造石也可以达到这个级别。  

罗马混凝土构件  

但是只要暴露在环境中就要考虑环境中的风化，无论是树木扎根，生物生长，还是风霜雨雪洪水岩浆，都会对混凝土造成显著的影响。我们也知道自然界中的岩石会风化成泥沙，会被水流切割冲蚀，考虑到这些因素的话，混凝土的寿命就没有那么多了。这种情况下的寿命和环境因素有很大关系，条件较差又缺乏维护时，单纯的混凝土在几十年内就会显著风化。而超载的公路路面这种条件恶劣的，未必撑得过几年。  

风化损坏的混凝土  

再次是钢筋的寿命。钢筋的抗拉能力是现代建筑中不可或缺的一环，但是也极容易在潮湿环境中被氧化腐蚀。混凝土内部初始时为碱性环境，但受空气中的二氧化碳作用，混凝土的PH值会缓慢降低变为酸性。这个过程会生成固体碳酸钙等物质增加混凝土本身强度，但是对钢筋抗锈蚀极为不利。如果混凝土保护层不够厚，那么在混凝土本身完好的情况下钢筋被锈蚀失去抗拉能力也会导致钢筋混凝土构件失效，建筑倒塌，这是混凝土建筑的实际结构寿命。

钢筋锈蚀，基本上维修比推平重造还贵  

而混凝土层的厚度取决于建筑本身的设计寿命，早期的摩天大楼和混凝土建筑普遍留了很大的结构余量和很厚的混凝土层，建造不惜工本因而至今非常牢固，但现代建筑就难说了，偷工减料十几年就倒塌的混凝土建筑相当之多，几十年间钢筋混凝土就因配方掺杂海沙盐分和缺乏维护严重风化锈蚀变成危楼的也为数不少。

1.抗渗混凝土

抗渗混凝土系指抗渗等级不低于P6级的混凝土，即它能抵抗0.6MPa静水压力作用而不发生透水现象。抗渗混凝土通过提高混凝土的密实度，改善孔隙结构，从而减少渗透通道，提高抗渗性。

富水泥浆法

富水泥浆法方法是依靠采用较小的水灰比，较高的水泥用量和砂率，提高水泥浆的质量和数量，使混凝土更密实。

骨料级配法

骨料级配法是通过改善骨料级配，使骨料本身达到最大密实程度的堆积状态。同时严格控制水灰比、用水量及拌合物的和易性，使混凝土结构致密，提高抗渗性。

外加剂法

外加剂法与前面两种方法比较，施工简单，造价低廉，质量可靠，被广泛采用。它是在混凝土中掺入适当品种的外加剂，改善混凝土内孔结构，隔断或堵塞混凝土中各种孔隙、裂缝、渗水通道等，以达到改善混凝土抗渗的目的。

采用特种水泥

采用无收缩不透水水泥、膨胀水泥等来拌制混凝土，能够改善混凝土内的孔结构，有效提高混凝土的致密度和抗渗能力。

2.超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)一般是水泥、石英砂、硅灰、钢纤维、高效减水剂等加水拌合，经凝结硬化后形成的一种具有超高强度和超高耐久性能的水泥基复合材料。与传统混凝土相比，UHPC具有超高的抗压强度，优异的韧性和断裂能，结构可靠性好、耐久性高、耐磨性优等优点，并且其结构自重约是传统混凝土结构的1/3或1/2，显著降低了静荷载，有利于制造更细长的建筑结构，降低混凝土结构的厚度，节省材料和成本，降低工程总造价。UHPC具有以上诸多优点，但也存在一些缺陷，如水热过多、产生体积收缩、生产成本高、生产工艺复杂、粘性大和坍落度损失大等。因此，围绕超高性能混凝土的原材料、生产工艺、养护方式、力学性能、耐久性能、水化微结构等进行研究，成为近年来实际工程应用领域的研究热点。

3.自愈混凝土——打不死的小强

人的皮肤表面如果被割伤，除非伤势严重，一般会自行愈合，那么自愈性混凝土是怎么回事呢?自愈混凝土就是拥有和人类类似的特性的一种新型混凝土，即拥有破碎之后能够自行“修复愈合”的功能。混凝土作为当今社会中使用最广泛的建筑材料之一，不足之处就是很容易出现裂缝。自愈混凝土就是通过作用于结构的腐蚀性雨水渗入加以激活，以其对混凝土开裂部分进行局部填充，形成混凝土的“修复愈合”。

自愈混凝土的优势：

混凝土结构失效的主要原因是微裂缝的扩展，自愈混凝土的主要性能便是能在混凝土产生裂缝后做出反应自行愈合，这种新材料不仅可以提高混凝土的使用寿命，更能有效降低节约混凝土结构中的维护成本。拥有这样的性能优势，自愈性混凝土注定会是未来施工过程中建筑材料的首选。

4.透水混凝土——道路积水终结者

透水混凝土最早在上世纪七、八十年代开始得到研究和应用，近些年被不少国家大量推广并使用，但是透水混凝土究竟是什么呢? 其实它是一种由骨料、水泥和水拌制而成的多孔轻质混凝土。作为一种新的环保型、生态型的道路材料，透水混凝土所具备的透气、透水以及重量轻等优点，让它在城市雨水管理和水污染防治等工作上有着不可替代的重要作用。

Topmix Permeable是一种新型的路面系统，“饥渴”是它最鲜明的特色～

动图看着是不是挺震惊...那么大一滩水咋说没就没了呢?仔细看，泼到地面的水其实是被它“喝掉”了，所以地面上看起来才会像干了一样。

这要归功于 Permeable 特殊的路面结构。它不像普通的路面是用砂石混凝土组成，而是将细小的花岗岩碎石混合在一起作为表层，以留下更大的缝隙。

这样一来，下雨天时雨水就会通过这些缝隙快速渗透进地面，流入下方宽松的混凝土层，那里可以容纳大量的水分。或者是结合地下排水管道引导水流方向，将大量的雨水排放到别地。

实际测试表明， Permeable 最高可以承受 36000毫米/小时的雨量。而相比之下，一般的沥青路面只能承受 300毫米/小时 ，高下立判。

除了能有效解决积水和城市内涝的问题，这种技术还能减少炎热天气时沥青路面的受热，降低地表温度，一举两得。