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昆明窨井蓋,為什麽現在的井蓋沒那麽容易丟了?

來源:http://www.tzdongtian.com/news/52.html       發布時間:2018-04-25

不知道大家有沒有注意過,近年來大街上丟井蓋的案件越來越少了。這固然要歸功於社會治安的持續進步,但另一方麵,“井蓋科技”的進步也不可小覷。

(一)傳統井蓋為什麽容易丟?

井蓋雖不起眼,但它的生存環境非常惡劣。

身處馬路中央,它每天都要暴露在濃重的、具有腐蝕性的汽車尾氣中,被重載的汽車反複地碾壓、振動成百上千次,而且,其下覆蓋的雨水、汙水等也有較強的腐蝕性。因此,小小井蓋的工作壓力是非常大的。

同時,井蓋的責任又非常重大。一旦井蓋破裂就會造成很大的安全隱患,尤其一到冬天,北方積雪覆蓋的城市每年都要發生幾起行人掉進下水道的慘案。一座城市動輒有幾萬隻井蓋,經常對井蓋進行更換顯然是市政開支無法承受的。因此,井蓋必須要有很強的耐久性。

出於這些高標準,在曆史上,井蓋通常是由金屬鑄成,材質通常為球墨鑄鐵,有些井蓋為了耐磨,甚至采用昂貴的青銅作為材料。這樣的井蓋回爐就是一塊上好的金屬,即使賣作廢鐵也能值上幾百塊錢。因此,雖然對偷井蓋嚴打嚴抓,但隻要有經濟利潤在,就必然有人鋌而走險。

也有人嚐試過用價值比較低的材料製造井蓋,例如先紮好鋼筋籠,再澆築上普通混凝土,製成鋼筋混凝土井蓋。這樣,即使有人偷了井蓋,也隻能得到井蓋中的一點點鋼筋,砸碎的混凝土是毫無價值的。

然而,普通的鋼筋混凝土對環境的耐受能力遠不及鑄鐵,多幾輛超載的卡車碾過,井蓋就會破得不成樣子,因此這樣的混凝土井蓋便總是以一種破破爛爛的形象示人。

加之,鋼筋籠的綁紮、混凝土的澆築工序繁瑣,這樣一個井蓋的價格有時比鑄鐵的還高。

因此,這樣的混凝土井蓋用得也不多,經常還是被迫用回鑄鐵井蓋。

不過,隨著科技的發展,小井蓋的大問題被一種叫做“活性粉末混凝土”的超高性能混凝土材料解決了。

(二)徹底解決丟井蓋,這種混凝土材料沒你想得那麽簡單

普通混凝土是一種脆性材料。它的抗壓能力很強,抗拉能力卻很差。這是因為,普通混凝土本身的強度很高,但在其內部,尤其是砂石骨料與水泥漿體之間的過渡區內存在許多的薄弱地帶,甚至微裂紋。

在受到拉力時,這些微裂紋就會迅速擴展,使得混凝土在遠低於本身強度的拉力下便會斷裂。這種原理就類似於塑料包裝袋外麵的豁口,沿著豁口一撕,堅韌的包裝袋很輕易地就開了。

因此,有些科學家剔除了混凝土中的普通砂子和石子,代之以極細的石英砂,並摻入較高活性的火山灰質材料,製成活性粉末混凝土。由於骨料細小,漿體結合緊密,這種混凝土的微裂紋較之普通混凝土而言極其細小,因而其強度也遠高於普通混凝土。

後來,科學家們更是幹脆向其中摻入鋼纖維、FRP纖維等抗拉材料,從而製造出了強度堪比鋼材的混凝土材料。

用這種混凝土製作的井蓋甚至不需要配鋼筋,因為其內部無處不在的纖維就可以起到鋼筋的作用。

活性粉末混凝土所用的材料價格高昂,造價達到普通混凝土的十倍之高。但用它生產的井蓋性價比卻最高。

其一,這種井蓋工序少,人工成本省了下來;其二,它本身的強度高,隻要很少的材料就能達到與普通混凝土相同的效果,因此非常節省材料;其三,它的耐腐蝕性能極強,一個井蓋可以用很久,這又降低了成本。

最後算下來,用這種最昂貴的材料做的井蓋反而最劃算。

最重要的是,這種井蓋的內部基本就沒有什麽金屬,即使偷走了也不過是磐石一塊,真是一勞永逸地解決了井蓋被偷的問題。

這麽優秀的材料,隻是用來做個井蓋?當然不是。超細粉末混凝土可是個高端材料,用途非常廣泛。

(三)活性粉末混凝土的優異性能從何而來?

普通混凝土可以看作是膠凝材料將一些砂石骨料粘結在一起,砂石骨料本身是堅固的,因此發生斷裂的地點通常在粘結的過渡區域。通常使用的普通混凝土強度約為40兆帕,為花崗岩的1/5。

而超細粉末混凝土由於顆粒性質不同,膠凝材料與骨料之間的粘結非常緊密,可以看作是一個結實的整體,強度能達到與花崗岩相同的200兆帕。即使用錘子砸,也隻能在表麵留下些許的劃痕,不會像普通混凝土那樣使得內部裂紋擴展,進而發生斷裂。

因此,用這種混凝土建造的建築承載力強,安全可靠。同時,也正因為它非常致密,氯離子和硫酸鹽滲透幾乎為零,即使使用很多年也不會帶來普通混凝土的安全隱患,因此壽命長,用它修建的建築密閉性也極好。

除了堅硬以外,由於內部摻了多種纖維,活性粉末混凝土還是一種高延性的混凝土。

如果建築真的遭受到了不可抗的地震力,再堅硬的材料也會變形。但活性粉末混凝土不會像普通混凝土那樣一斷兩截,而是會被內部的纖維限製,將整個大的斷裂均攤成無數個細小裂紋,同時構件發生很大的變形,吸收地震力。

經測算,它的延性可達普通混凝土的300倍以上。因此即使變形再大,這樣的建築也很難倒塌,可以讓人們快速跑出來,贏得求生機會。

此外,這些細小的裂紋還會暴露出內部原有的大量未水化水泥顆粒,使得混凝土具有自修複功能,開裂後又愈合的混凝土強度甚至可能比原來更高。

由於超細粉末混凝土的這一係列優異性能,它被廣泛地應用於高層建築、電視塔、橋梁、原子能反應堆的罩和外殼、開采石油和天然氣的海上采油平台這些高端場合中。

超高的強度使得它們相比起普通混凝土截麵更小,自重隻有傳統混凝土的1/3-1/2,顯著降低了荷載,節省了材料,降低工程造價的同時也減少了材料生產所產生的碳排放。

這些優異的性能,本質上都得益於它特殊的原料與嚴格的生產過程。

首先,活性粉末混凝土中采用了大量的活性納米材料,如超細矽灰、超細棕櫚油粉煤灰等。它們可以填充混凝土內部的孔隙,彌補內部的缺陷,同時還會與水泥對強度不利的水化產物氫氧化鈣發生火山灰反應,進一步提高強度。

此外,超細粉末混凝土都是在工廠中標準化生產的,它的生產過程非常精密。通常,構件會在外加幾百個大氣壓,超過100℃的蒸壓條件下進行養護。這時,水泥的水化相比起常溫下已經發生了變化,形成了許多結晶型的水化矽酸鈣。它的基體結構孔隙率極低,並且所有相互連通的孔隙都被水化產物阻塞,即使有孔也不允許外界物質通過。

這一生產過程對工藝的精密性要求極高,對材料質量、組分配比、均勻程度以及溫度壓強的控製都很嚴格,要求的設備精密度與人員素質也較高。像普通混凝土那樣在工地上隨便一拌,那是生產不出合格的活性粉末混凝土的。

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