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水泥寿命是60一70年,那么多的水利大坝70年以后会如何?

提问时间:2023-07-05 11:35关键词:寿命,水泥

水泥寿命是60一70年,那么多的水利大坝70年以后会如何?

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水泥寿命60~70年,而我国三峡大坝的最终耗资为2078亿,以折中65年寿命来算,三峡大坝年损耗31.96亿?

耗费巨大人力、物力、财力的世纪工程三峡大坝,只能矗立60~70年?

还有人说水泥寿命只有50年,你怎么又给它的寿命增加了10~20年,难不成你手上有“水泥生死簿”?

以上的内容全部大错特错,我跨过千山万水,坐在电脑前查了一下午资料,都没有找到水泥有固定寿命这一说法,而且大坝浇筑的是混凝土,混凝土中虽然有水泥的成分,但二者之间并不是等同关系,不能以水泥的寿命来衡量混凝土的寿命。

下面一起来看看水泥、混凝土、大坝寿命到期后的结局。

水泥跟混凝土的区别

水泥

水泥的主要原材料就是富含碳酸钙、硅酸盐的岩石,用石灰、黏土、矿渣以一定比例混合,再经过约1450℃的高温,其内部的碳酸钙和硅酸盐的化学键就会断开,最后形成硅酸钙,冷却后就是我们印象中的粉末状。

水泥在遇到水后,内部的钙和硅酸分子会溶解,生成水化硅酸钙和氢氧化钙,二者之间在氢键和分子之间的作用力下会紧密结合在一起,直到水泥变成坚硬的固体状为止。

通常水泥主要用于普通民用建筑,比如贴瓷砖的水泥砂浆等等。

混凝土

混凝土是以水泥为胶凝材料,再配上一定比例的骨料(石头块)、沙子、水,经过搅拌最终得到的水泥混凝土。

从定义上来看,水泥只是混凝土的一部分,但混凝土却不只是水泥。

混凝土通常用于现代建筑、军事等重要土木工程中,是一种极为优质的工程复合材料。

影响水泥、混凝土寿命的因素

关于网上说“水泥寿命只有50年”的言论,可以明确的说,就是谣言,并且关于水泥的寿命,没有明确的数值。

网上说的“5年”、“25年”、“50年”这些数值,都是建筑的设计使用年限,跟水泥寿命不能划等号。

但水泥的寿命会受到“水分”、“高温”的影响。

水泥遇水产生反应,这点大家都知道,但很多朋友忽视的一点是,空气中也有水分,当水泥生产后没有及时卖出,堆积在仓库中时,其实水泥已经悄悄跟空气中的水分发生化学反应了。

简而言之,水泥储存时间越久,其强度就越差,一般从生产日期算起,超过30天未使用,水泥的强度就开始下降了。

如果水泥超过365天未使用,强度基本上连50%都达不到。(家里有旧水泥的注意)

此外,水泥如果在高温暴晒下加工,其强度也会有所下降,这是因为水泥中的氢氧化钙会在高温下分解。

客观的说,民用住宅建筑物表层是否开裂,主要原因是里面的钢筋,单纯水泥的寿命基本都在50年以上,但还是那句话,建筑物寿命也没有固定数值,因为里面包含的材料太多,并且相互之间还会影响。

就比如中山大学的马丁堂,这栋建筑属于我国最早的一批水泥建筑,到现在也都100多年了,至今还好端端的矗立在那里。

再来说说混凝土的寿命影响因素,前面说过它是由骨料、沙子、水泥三部分组合而成,但很少有人知道的是,水泥的占比只有10%左右,沙子也是10%,其中80%都是石头块

在客观上讲,混凝土的寿命极其漫长,但是如果把混凝土投入到建筑中去,它依然会遭到各种腐蚀物质的侵袭,以及其他影响因素,比如地震、水坝的推力等等。

所以用混凝土浇筑的建筑,其设计寿命基本在100年以上,经过加固维修后,其寿命可以继续延长。

水利大坝在70年以后会如何?

1.保持原样

一般大坝都由混凝土材料组成,就拿三峡大坝来讲,其设计原理就是利用大坝自身重量来抵御洪水的冲击力,简而言之,只要三峡大坝足够重,洪水就没法越过这道防线,此种类型的大坝也就是重力坝。

在三峡大坝的建造过程中,共使用了1700多万立方米的混泥土,还有大约50万吨的钢筋,三峡大坝整体重量约4000多万吨,比大山都重很多。

关于它的设计使用寿命,大家也不要再猜了。

2014年水利部就在《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》中明确说明了,一级壅水建筑物(大坝)设计使用寿命为150年。

所以大坝即便过去70年,也不会有什么问题,该是什么样,就是什么样,而且是“设计使用寿命”。

2.加固维修

可以说,每一座大坝即便在刚建成的时候,也会产生很多裂纹,就算三峡大坝采用最新的温控防裂技术还是如此。

因为湖北地区夏季高温,混凝土在出机时的温度高达40℃以上,如果直接浇筑进去,经过化学反应后,内部核心温度将会超过70℃,坝体在如此高温下冷凝,很容易出现较大的裂缝,从而会影响大坝整体强度。

所以三峡大坝当时混了很多7℃低温预冷混凝土材料进去,但饶是如此,三峡大坝表层还是会有细如发丝般的裂缝,这是全球所有大坝的通病,我国的三峡大坝已经在这方面做到了极致,不过这些微小的裂缝并不会影响大坝强度。

但随着使用年数的增加,大坝还是会在风化、冰冻和溶蚀的作用下出现老化现象,接着大坝表层就会出现破损、剥落等现象。

这也意味着大坝进入了设计使用年限的末期,但并不代表大坝就不能用,因为“设计使用年限”≠“最终使用年限”。

大坝经过加固修复,仍然可以维持正常使用水平,1937年的丰满大坝(动工)就是不错的例子。

此外,1875年设计的第一座铁筋混凝土桥,如果按照“设计使用年限”来讲,早就“寿终正寝”了,但如今这座桥经过不断加固修复,仍在正常使用中。

这就好比一座房子,正常设计年限是70年,但超过100年的房屋还是很多,就是因为户主在建筑物出现老化后,如果不想拆除,还是可以通过修复的手段,为其延长寿命的。

3.拆掉重建

当修复所需要的费用接近新造一座大坝时,有关部门就会考虑把旧的大坝拆掉后重建。

还是以丰满大坝举例,这座大坝建于1937年动工,1943年正式投入使用,由于使用年数在不断增加,大坝出现了各种老化问题,所以在2012年,我国有关部门绝对在原大坝下游120米处,建立一座新的大坝。

2018年12月12日,矗立了近80年的丰满大坝以爆破的形式,结束了它的光荣使命。

结语

综上所述,水泥没有固定寿命,但要说只有60~70年肯定是不对的,因为部分重要建筑也是用水泥造的,它们的设计使用年限高达100年,真正的寿命自然就超过了100年。

要说水泥跟大坝之间没有影响,那也不够严谨,但在混凝土中只占10%左右的水泥,对大坝的寿命影响微乎其微,至于70年后的大坝该怎么处理,其实是大家多虑了。

因为答案很简单,有问题就修复,修复成本高就重建,并没有什么复杂性。

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不同于一般房屋建筑设计寿命只有70年,大坝坝体的设计寿命一般以100年时间为单位跨度。然而,液压机械钢结构、机电设备和控制单元的寿命比主要民用/结构部件的寿命短。 必须认识到,大坝安全与其寿命之间存在直接关系,即如果大坝不安全,其寿命已经到期。



密实抗冻混凝土有很长的使用寿命。混凝土坝没有任何钢筋,其使用寿命比暴露在天气中的钢筋混凝土结构要长得多。最古老的混凝土大坝已经有120年的历史了。砌石坝可能更古老,但仍在使用。然而,这些通常是用于灌溉工程或供水的低矮坝体。 将混凝土性能推至150年或200年相当困难,因为不存在参考项目。然而,工程师们已经研究了能保证很长寿命的混凝土混合料。 由特殊(低热)水泥和稳定骨料制成的混凝土结构的使用寿命可达1000年,且无需钢筋。

很明显,在理想的环境条件下(温度、湿度等)。混凝土大坝的寿命可能非常长。但与此同时,如果一些与安全相关的方面不再正常工作,它也可能非常短。 大坝不受控制的安全性下降的一个例子是1984年竣工的格鲁吉亚272米高的恩古里拱坝(世界上最高的拱坝)。由于20世纪90年代的内战,大坝安全监测(电缆和设备被拆除)、大坝维护和应急计划不再有效,几年内大坝是否仍然安全还不清楚。底部出水口的闸门正在漏水,由于灌浆帷幕不足以及用于排除排水的水泵出现故障,提升压力增加。自那以后,大坝的安全得到了恢复,并安装了新的大坝监测系统。

由于影响大坝运行条件和环境的因素很多,不可能给出现有大坝剩余使用寿命的数字。这必须在个案研究的基础上定期评估。然而,相当多的混凝土大坝可能需要大修,尤其是那些表现出异常行为或迹象的大坝。此外,不受控制的沉淀可能会缩短水库的使用时间,可能会堵塞进水口,但只要底部出水口和溢洪道闸门仍能正常运行,不会对大坝结构的安全或其寿命产生严重影响。但是沉积物冲刷会导致底部出口和沉积物冲刷隧道的严重侵蚀,并且沉积物会在短时间内损坏涡轮机。

一个设计良好、建造良好、维护良好、监控良好的堤坝和混凝土大坝的使用寿命很容易达到100年。30到50年后,诸如闸门及其电机等液压机械元件必须更换。压力管道的寿命为40至60年。 机电设备的使用寿命从20年到60年不等,电子控制单元和软件可能必须像办公计算机一样频繁地更换,因为它们可能在技术上已经过时,并且可能不再需要维护。

只要能保证适当的维护,大坝的寿命就是最长的。这种说法并没有涵盖安全的所有方面,但它清楚地表明,大坝在竣工时是安全的,并不会永远保持安全。相当多的人仍然相信大坝,在竣工时是安全的,将永远保持安全。如果仪器数据几年来保持不变,一些人甚至放弃了对大坝结构的监测。忽视维护将明显导致大坝寿命缩短,这意味着经济损失,以及受影响的人对大坝安全失去信心。

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水泥相当于岩石。岩石按照成因分,有沉积岩、火山岩、变质岩。火山岩是岩浆喷发形成,花岗岩是一种火山岩,比沉积岩寿命长很多、质地坚硬很多。沉积岩是沉积物在高压下累积形成,质地较差。变质岩则是各种岩石转化过渡形态。

水泥相当于火山岩,由于其化学成分是硅酸盐,没有花岗岩坚硬,但由于高温燃烧形成,要比沉积岩坚硬很多、耐久很多。如果说花岗岩一万年,沉积岩一千年,那么钢筋混混凝土应该长于一千年使用寿命。

钢筋混凝土使用寿命受水泥标号、自身体量大小和环境温度影响极大。如果混凝土标号不高、体量很小,地质条件不好、温差很大,就很容易破碎和风化,使用寿命也可以很短。

点赞4、河池市 网友:不述离殇

你从哪里弄来水泥水泥寿命是60一70年?这个题目本身就有问题。水泥是一种建筑材料,单独讨论其寿命并无意义。水泥和沙子加水组成沙浆,水泥和沙子石加水形成混凝土,混凝土中配钢筋叫钢筋混凝土。沙浆用干砌筑和抹面,混凝土、钢筋混凝土可作为构筑物和建筑结构受力部分。混凝土结构的老建筑百年以上比比皆是,维护好还可以延长。对混凝土破坏较大的是酸性环境和冻融。

点赞5、荆门市 网友:思念复燃

水泥,是现代建筑最重要的建筑材料,没有之一。

很多人都认为,水泥的寿命是60--70年,除了各种楼房建筑之外,世界上还那么多的水利大坝,如果水泥寿命到了70年该怎么办?大坝能够提前拆除吗?

在这里,我可以告诉大家,大坝的设计,和房屋建筑设计完全不同,普通的房屋建筑设计,使用寿命是50--100年,重要建筑或者高层建筑设计都要在100年以上。

作为大坝,更是属于重要建筑中的重要建筑,可见,其设计使用寿命绝对要大大的超过100年。

水利大坝,使用的混凝土并非普通建筑混凝土,用的是叫做“密实抗冻混凝土”,这种混凝土,要比普通混凝土寿命长很多,性能也更加优异,在各种极端天气中,表现出不同凡响的耐久性。

因此可以肯定,使用密实抗冻混凝土的水利大坝,在理想条件下,可以轻松超过100年的使用期。

目前,世界上最古老的混凝土大坝已经使用了120年,现在还在使用,那些土石大坝就更加古老了。

要将混凝土的性能再往长时间推测,比如150年或者200年则没有依据,因为没有参考项。现在,科学家们已经研究出了能够保持更长寿命的混凝土配料,这种无钢筋的混凝土的使用寿命可达1000年。

在理想条件下,混凝土大坝的实际使用寿命完全不用担心,很可能会超出我们的想象。

实际上,有很多因素都影响混凝土大坝的使用寿命,每个大坝所处的地理位置、战争强度、天气状况以及大坝的设备运行状况等因素都不相同,因此,每座大坝的剩余寿命都需要独立评估。

而大坝的附属设备却需要经常更换,如压力管道的寿命一般在50年左右,机电设备,则更短,一般只有20--30年,电控元器件更新换代就更加频繁了。

所以说,一座设计优良,维护正常的混凝土大坝,其使用寿命很轻易的就会超过100年,至于那种因为有人说水泥的寿命是60--70年,到了70年以后水利大坝该怎么办的顾虑,那是完全不用担心的。

点赞6、禹州市 网友:追逐黑暗

谁说的水泥寿命是60一70年?硅酸盐水泥又叫波特兰水泥,最早在德国工业小镇波特兰制造出来,已经接近180年历史了,根据监测,第一批应用的水泥其强度仍有上升趋势,水泥实际上就是人造石材,只要妥善维护,避免风化,就会像石头一样坚固耐用。水泥成份中主要是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。水化反应最快的是铝酸三钙、其次是硅酸三钙、然后就是铁铝酸四钙、最慢的是硅酸二钙。铁铝酸四钙属于中间相,没有晶型,其它晶型分别是阿利特、贝利特、才利特。贝利特晶型在微观结构下,百年后强度仍会增长,故核心是你怎么去保养和保护水泥的结构,才能使大坝长久无虞。我们不能看到中国的房屋产权是70年,想当然认为水泥的寿命是60~70年,要科学的看待问题、分析问题。

点赞7、邹城市 网友:你算个叼

水利大坝70年后不会有任何问题。

这是一个错误问题。水泥寿命60~70年说法是错误的。严格来说,水泥的寿命只有几个月,出厂超过100天的水泥,都要重新检测,降级使用。

水泥寿命与混凝土大坝寿命没有任何关系。

住宅建筑结构,国家规范设计寿命是70年,并不是说70年就不能用了,更不是说钢筋混凝土寿命是70年。200年以上的建筑物还有很多在正常使用。

混凝土大坝的设计寿命更长,最少都在百年以上,三峡大坝设计寿命,没有公开资料,但应该超过500年,项目总工程师接受采访时曾说过,三峡工程是千年大计,也就是说:实际使用寿命1000年以上。

混凝土大坝的寿命,主要取决于钢筋混凝土的寿命。大坝钢筋混凝土的寿命几乎是无限期的。混凝土的损坏,主要是表面碳化、有害物侵蚀,冻融循环以及温度应力产生的裂缝。混凝土大坝长期浸泡在水下部分,基本不会损坏。在水面以上部分的损坏,都可以进行修复。

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