每次回老家,看到老鄉蓋的那些房子,就感覺十分神奇。
都蓋了有20多年了,但狀態卻截然不同。有些外墻已經斑駁老舊,搖搖欲墜的樣子,而有些卻干干凈凈,和新房幾乎沒什么區別。
最大的原因就是:有沒有住人和養護!
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如果長期不住人,房子就是老化得特別快,哪怕用的材料再好都不行!
這是有科學道理的,因為有人居住的房屋內部,可以持續的通風,濕度相對穩定,而門窗緊閉歷經春夏秋冬,墻面會反復吸潮、干燥、再吸潮,加速材料的疲勞。
見過有戶人家,主人搬走沒人住,三年就漏雨,再加上動植物的影響,五年就開始出現坍塌跡象。
那如果是住在城里的樓房呢?根據國家標準,普通房屋和構筑物的設計使用年限是50年,水泥的壽命大致也是50年。
那過期了怎么辦?難道房產證上的70年,根本住不滿?
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首先要注意,房屋是“設計使用年限”,不是“到期報廢”。
打個比方,假如有人買了一份50年的保險,50年后合同到期,不等于人沒了。
只是需要重新評估一下風險,再決定要不要調整!
再說水泥,最早是古羅馬人發現的,他們把火山灰和石灰、碎石摻在一起,加水攪拌之后,硬度就會變高。
羅馬人管它叫opus caementicium,就是最早的混凝土。
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他們拿這個材料澆出了萬神殿那個43.4米跨度的穹頂,1900多年了,到現在還是世界上最大的無鋼筋混凝土穹頂。
萬神殿穹頂天花板上,有一圈圈的藻井,不光是為了好看,也是為了減輕自重。
但和中國古代很多技術一樣,隨著戰亂、天災等原因失傳了。
到了中世紀,歐洲人又退回去用石頭壘房子!
直到1824年,一個叫阿斯普丁的燒石灰師傅,拿到了波特蘭水泥的專利。他把石灰石和黏土一起高溫煅燒再磨成粉,加水以后做出來的砂漿比羅馬人的火山灰配方還要硬。
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1850年代,法國的朗博率先實現鋼筋 、鐵網與水泥砂漿的組合應用。之后是法國園藝師約瑟夫?莫尼埃,獲得鋼筋混凝土花盆的核心專利。
再加上美國的海厄特系統實驗成功,德國人購買莫尼埃專利完成混凝土粘結力、強度、耐火性等實驗,才最終成為成熟的現代工程材料。
這個材料的出現讓建筑行業徹底變天!20世紀初歐美摩天大樓能冒出來,同時期國內還是榫卯結構,就是建筑材料上的差距。
到了現代,水泥的“壽命”,嚴格來說是保質期上的50年,和前面說的房屋一樣,不是到期就不能用了,也不是蓋成房子就只能用50年。
而是這個時間內“不會失效”,實際上水泥本身是一種無機粉末,并沒有保質期,只是受到空氣、水分等影響,才有理論上的“壽命”。
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而水泥做的混凝土天生是多孔材料,那些毛細孔就是二氧化碳、水、氯離子等進入內部的通道。
二氧化碳從空氣里進來,溶解在孔隙水里變成碳酸,然后跟水泥水化產物里的氫氧化鈣反應,生成碳酸鈣,這個反應就叫碳化。
碳化本身不破壞混凝土,甚至會變得更結實。但問題在于,碳化會消耗氫氧化鈣,而氫氧化鈣是維持高堿度的關鍵。
新鮮混凝土的pH值在12.5以上,鋼筋在這種環境里表面會生成一層致密的鈍化膜,這層膜比不銹鋼還抗腐蝕,鋼筋老老實實待在里邊,100年不銹都正常。
碳化反應逐步消耗掉氫氧化鈣,混凝土的pH值開始往下降。降到9以下的時候,鈍化膜就開始瓦解。
鈍化膜一瓦解,鋼筋就直接暴露在水分和氧氣面前,銹蝕就開始了。
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鋼筋銹蝕這件事,是水泥混凝土“死亡”的真正開端。
鐵銹的體積是原鋼筋體積的2到4倍,膨脹產生的應力能把周圍混凝土直接撐裂。
裂縫一出現,二氧化碳和水分進去的通道更通暢了,所有的碳化、銹蝕都會加速,就形成了惡性循環。
這就是“水泥過期”以后,房子上出現的最直接的變化。
所以從混凝土澆筑完成那一天算起,到碳化前鋒抵達鋼筋表面,大約需要20~30年。
然后鈍化膜開始失效,鋼筋開始生銹,從生銹到產生可見裂縫,還要再等幾年到十幾年。
50年這個設計壽命,就是把上面這一串時間加起來,再打上一個足夠大的安全系數,算出來的一個數字。
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但這只是一個理論模型,只要混凝土保護層,能在這50年里有效保護鋼筋不被銹蝕,那么就能繼續長期住下去。
不過50年時間,保護層的碳化深度可能已經接近甚至超過鋼筋表面,必須要進行檢測和維護了。
有人做過實驗,把一塊1930年代澆筑的混凝土樣品切開來測碳化深度,發現從表面往里走了18毫米,而原始保護層厚度是35毫米,碳化前鋒離鋼筋還有17毫米的余量。
這塊混凝土90多歲了,鋼筋還包得好好的。原因是這棟樓的外墻每隔十幾年就刷一次涂料,阻擋了相當一部分二氧化碳的進入,碳化速度被大大延緩。
所以房屋本身質量、平時防止受潮暴曬、每隔一些年的養護,都缺一不可。就像汽車一樣,有人能開50年,有人開10年就壞,事在人為。
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