那水泥中为什么要加入钢筋呢?加钢筋的水泥与不加钢筋的水泥有什么区别?在我们了解的建筑工程中,水泥混凝土一定会搭配钢筋使用。平均一立方水泥混凝土,大概就需要使用80公斤左右的钢筋,这使建筑物的造价增加了不少。
我们一块普通的水泥将它放到液压机下面,液压机缓慢下落压力不断增大。当压力增大到3吨时,水泥就已经裂开,等加到6吨水泥就完全粉碎。接着再换成加入石子的水泥,果然,这次液压机压力增加到20吨,水泥才开始碎裂。最后往水泥中加入钢筋,再放到液压机下持续增加压力,当压力增到100吨时,钢筋水泥仍然非常坚挺,只是有一些边角裂开。这个实验的结果很直观,加了钢筋的水泥要比不加钢筋的坚固很多。这是什么原理呢?
原来水泥虽然本身很坚固,能承受较大的压力,但是其抗拉力的能力却很弱,一般只有抗压能力的1/10。当水泥上面受到强大压力时,下半部分就会受到往外拉的力,很容易断裂碎开来。但钢筋是一种抗拉能力非常强的材料,将钢筋与水泥结合形成整体,融合水泥和钢筋各自的优势,会使整体强度更高韧性更好。
那如此坚固的水泥钢筋建造的房屋,寿命会有多久?一般一栋建筑在无人为破坏,不经历自然灾害,后期养护好的的情况下,使用寿命基本上都可以达到100年。但这只是使用寿命,不代表100年以后房屋就会倒塌。虽然大部分房子,在还未达到使用寿命前,就会因为年纪过大,结构功能出现不同程度的老化,而面临着拆迁重建。但我们在这可以讨论下,没有这些背景下的,钢筋水泥建筑物可以坚持多久。
水泥的主要成分是硅酸盐,它的使用寿命,可以参考天然的硅酸盐石料。岩石在自然中的寿命可以达到千年万年,但是暴露在空气中,也面临着风化被雨水侵蚀成泥沙的后果。建筑的寿命倒也不会像岩石那么久,但留存几百年是没有问题的。
不过真正影响建筑寿命的,不是建筑物中水泥而是钢筋,钢筋在潮湿的环境中容易被氧化。如果建筑物的保护层做得不够好,长久下来,钢筋就会被锈蚀从而失去抗拉能力,导致水泥混凝土的抗压抗拉结构失效,建筑结构坍塌这便是建筑最终的寿命。至于具体的年限是多少,还是要看建筑物本身的保护设计和建造质量。