現(xiàn)代建筑壽命僅50年,古羅馬混凝土為何2000年越來越堅(jiān)固?

對(duì)你來說,最重要的財(cái)產(chǎn)是什么?絕大多數(shù)人可能都會(huì)不約而同地說,房子。是的,在現(xiàn)代社會(huì),鋼筋水泥的“鴿籠”已成了幾乎每一家人最重要的財(cái)產(chǎn),有了房子,也就有了安身立命之所,也就有了家庭、個(gè)人的安全和穩(wěn)定。
然而這個(gè)所謂的安全穩(wěn)定,卻可能并不安全,也不穩(wěn)定,因?yàn)橛脕斫ㄖ幕炷粒湓O(shè)計(jì)壽命僅僅只有50年,連它下面土地的70年產(chǎn)權(quán)都比它長,更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于謎一般的古羅馬混凝土——2000多年來它越泡越堅(jiān)固,迄今屹立不倒!

混凝土的歷史
混凝土,中文稱為砼(tóng),是由凝膠材料、骨料和水按一定比例混合,經(jīng)過一段時(shí)間硬化后形成的復(fù)合材料。由于其硬度大,堅(jiān)固耐壓,制作簡單,成本低廉,因而廣泛應(yīng)用于各種建筑,是目前世界上使用量最大的人工土木工程及建筑材料。
最早的疑似混凝土遺跡出現(xiàn)在公元前6500年新石器時(shí)代的近東地區(qū),納巴泰人和貝都因人占領(lǐng)一系列綠洲后,在敘利亞南部和約旦北部地區(qū)建立了一個(gè)小型帝國。納巴泰亞人利用當(dāng)?shù)氐纳迟|(zhì)火山灰與石灰混合,在制作陶器的窯爐中加熱,建造房屋、混凝土地板和地下防水水箱,這是他們能夠在炎熱的沙漠地區(qū)生活下去的重要原因。公元前5600年,前南斯拉夫地區(qū)的多瑙河沿岸,也出現(xiàn)了用混凝土建成的房屋和地板。

中國最早的疑似混凝土遺跡,則出現(xiàn)在5000年前的大地灣遺址,位于甘肅天水境內(nèi),由料礓石和砂石混凝而成。
有趣的是,中文混凝土的“砼”字,是一個(gè)生造出來的漢字,1953年由著名結(jié)構(gòu)學(xué)家蔡方蔭教授提出,因?yàn)榛炷寥齻€(gè)字筆畫太多,寫起來淘神費(fèi)力,蔡教授就把“人工石”三個(gè)字堆在一起,合成了這個(gè)字,寫起來又快又方便,后來在學(xué)生中得到廣泛使用,之后更得到了相關(guān)部門的正式承認(rèn)。

現(xiàn)代混凝土建筑為什么壽命短?
混凝土雖然堅(jiān)固耐壓,然而受風(fēng)蝕雨蝕、溫差變化及地震等力量的侵蝕破壞,當(dāng)然只能存在一定時(shí)間的使用壽命。在人類消失后會(huì)發(fā)生什么之類的文章視頻中,一般認(rèn)為人類滅絕后,我們的建筑物在短時(shí)間內(nèi)可能就會(huì)變成殘?jiān)珨啾冢局品课荽蠹s100年會(huì)消失,玻璃和鋼結(jié)構(gòu)可能存在約200年,而混凝土建筑壽命更短,可能連100年都支撐不到。

事實(shí)上在中國的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中,民宅等普通建筑物和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)壽命僅有50年,只要能達(dá)到這個(gè)規(guī)范,就不能說混凝土建筑不合格。一般來說,只要良心建造,沒有偷工減料,后期保養(yǎng)維護(hù)得當(dāng),混凝土建筑用50到100年應(yīng)該沒什么問題。世界上第一座具有現(xiàn)代意義的混凝土建筑,1853年在巴黎修建的弗朗西斯·柯尼特(Francios Coignet)的房子,壽命已達(dá)160多年,目前主體依然完好,可以正常使用。
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,生活節(jié)奏的不斷加快,建筑更新?lián)Q代的速度也在加快,一般建筑實(shí)際在壽命年限之內(nèi)可能就會(huì)被拆除取代,所以也沒必要太過強(qiáng)調(diào)更長久的使用壽命。然而我們可以看到的是,歐洲一些用古羅馬混凝土建造的建筑今天依然屹立不倒,而且益發(fā)堅(jiān)固,這究竟是怎么回事呢?

古羅馬混凝土的秘密
古羅馬的混凝土是用石灰、火山灰、塊狀火山巖石及海水混合而成,在海水的浸泡下會(huì)越來越堅(jiān)固,像古羅馬斗獸場和意大利一些港口的海堤,到現(xiàn)在都還保持得很完整,這種古老的混凝土技術(shù)可以說令人嘆為觀止,它究竟有著怎樣的秘密呢?
美國猶他州大學(xué)地質(zhì)學(xué)家瑪麗·杰克遜帶領(lǐng)一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)一直在對(duì)此進(jìn)行研究,他們用X射線對(duì)這些混凝土樣本進(jìn)行掃描,分析其礦物質(zhì)分布,終于揭開了古羅馬混凝土持久彌堅(jiān),越長越結(jié)實(shí)的秘密。

一是混凝土內(nèi)含有一種很難制造的罕見物質(zhì)托貝莫來石(硅鋁酸鹽),由石灰、海水和火山灰混合后反應(yīng)生成,由于比現(xiàn)代硅酸鹽水泥多了金屬鋁成分,其硬度和彈性都得到了很大提升。
二是海水滲透進(jìn)入混凝土后,會(huì)溶解火山巖及玻璃,其中的另一種硅酸鹽礦物鈣十字沸石就會(huì)參與反應(yīng),生成新的鋁硅酸鹽,可以阻止堤壩上裂縫的生長并加以修復(fù),其結(jié)構(gòu)也會(huì)變得越來越強(qiáng)。這也是古羅馬水泥在海水中越變?cè)綇?qiáng)的原因,時(shí)間越久反而越堅(jiān)固;現(xiàn)代的硅酸鹽水泥變硬后反倒沒有這種反應(yīng),因此只會(huì)越來越脆弱。

古羅馬混凝土越泡越堅(jiān)固,兩千多年屹立不倒,并不是他們技術(shù)比現(xiàn)代人更先進(jìn),而是材料選擇及建筑用途造成的差異。地球上人口越來越多,我們已不得不擠入鋼筋水泥的鴿籠和蜂房,說不清什么時(shí)候就會(huì)有另一茬人來取代我們,房子修得再堅(jiān)固也是要推倒重建,所以能走完它的使用壽命都是足夠幸運(yùn)的了。那些數(shù)百米高的摩天大廈,究竟能夠存在多久呢?我相信幾百年幾千年后,未來人類仍可看到古羅馬的堤壩在驚濤駭浪中撞碎一地的浪花,但絕對(duì)看不到迪拜哈里發(fā)塔現(xiàn)在那牛逼哄哄的影子。
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