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昆明窨井盖,为什么现在的井盖没那么容易丢了?

来源:http://www.ygsnc.com/news/52.html       发布时间:2018-04-25

不知道大家有没有注意过,近年来大街上丢井盖的案件越来越少了。这固然要归功于社会治安的持续进步,但另一方面,“井盖科技”的进步也不可小觑。

(一)传统井盖为什么容易丢?

井盖虽不起眼,但它的生存环境非常恶劣。

身处马路中央,它每天都要暴露在浓重的、具有腐蚀性的汽车尾气中,被重载的汽车反复地碾压、振动成百上千次,而且,其下覆盖的雨水、污水等也有较强的腐蚀性。因此,小小井盖的工作压力是非常大的。

同时,井盖的责任又非常重大。一旦井盖破裂就会造成很大的安全隐患,尤其一到冬天,北方积雪覆盖的城市每年都要发生几起行人掉进下水道的惨案。一座城市动辄有几万只井盖,经常对井盖进行更换显然是市政开支无法承受的。因此,井盖必须要有很强的耐久性。

出于这些高标准,在历史上,井盖通常是由金属铸成,材质通常为球墨铸铁,有些井盖为了耐磨,甚至采用昂贵的青铜作为材料。这样的井盖回炉就是一块上好的金属,即使卖作废铁也能值上几百块钱。因此,虽然对偷井盖严打严抓,但只要有经济利润在,就必然有人铤而走险。

也有人尝试过用价值比较低的材料制造井盖,例如先扎好钢筋笼,再浇筑上普通混凝土,制成钢筋混凝土井盖。这样,即使有人偷了井盖,也只能得到井盖中的一点点钢筋,砸碎的混凝土是毫无价值的。

然而,普通的钢筋混凝土对环境的耐受能力远不及铸铁,多几辆超载的卡车碾过,井盖就会破得不成样子,因此这样的混凝土井盖便总是以一种破破烂烂的形象示人。

加之,钢筋笼的绑扎、混凝土的浇筑工序繁琐,这样一个井盖的价格有时比铸铁的还高。

因此,这样的混凝土井盖用得也不多,经常还是被迫用回铸铁井盖。

不过,随着科技的发展,小井盖的大问题被一种叫做“活性粉末混凝土”的超高性能混凝土材料解决了。

(二)彻底解决丢井盖,这种混凝土材料没你想得那么简单

普通混凝土是一种脆性材料。它的抗压能力很强,抗拉能力却很差。这是因为,普通混凝土本身的强度很高,但在其内部,尤其是砂石骨料与水泥浆体之间的过渡区内存在许多的薄弱地带,甚至微裂纹。

在受到拉力时,这些微裂纹就会迅速扩展,使得混凝土在远低于本身强度的拉力下便会断裂。这种原理就类似于塑料包装袋外面的豁口,沿着豁口一撕,坚韧的包装袋很轻易地就开了。

因此,有些科学家剔除了混凝土中的普通砂子和石子,代之以极细的石英砂,并掺入较高活性的火山灰质材料,制成活性粉末混凝土。由于骨料细小,浆体结合紧密,这种混凝土的微裂纹较之普通混凝土而言极其细小,因而其强度也远高于普通混凝土。

后来,科学家们更是干脆向其中掺入钢纤维、FRP纤维等抗拉材料,从而制造出了强度堪比钢材的混凝土材料。

用这种混凝土制作的井盖甚至不需要配钢筋,因为其内部无处不在的纤维就可以起到钢筋的作用。

活性粉末混凝土所用的材料价格高昂,造价达到普通混凝土的十倍之高。但用它生产的井盖性价比却最高。

其一,这种井盖工序少,人工成本省了下来;其二,它本身的强度高,只要很少的材料就能达到与普通混凝土相同的效果,因此非常节省材料;其三,它的耐腐蚀性能极强,一个井盖可以用很久,这又降低了成本。

最后算下来,用这种最昂贵的材料做的井盖反而最划算。

最重要的是,这种井盖的内部基本就没有什么金属,即使偷走了也不过是磐石一块,真是一劳永逸地解决了井盖被偷的问题。

这么优秀的材料,只是用来做个井盖?当然不是。超细粉末混凝土可是个高端材料,用途非常广泛。

(三)活性粉末混凝土的优异性能从何而来?

普通混凝土可以看作是胶凝材料将一些砂石骨料粘结在一起,砂石骨料本身是坚固的,因此发生断裂的地点通常在粘结的过渡区域。通常使用的普通混凝土强度约为40兆帕,为花岗岩的1/5。

而超细粉末混凝土由于颗粒性质不同,胶凝材料与骨料之间的粘结非常紧密,可以看作是一个结实的整体,强度能达到与花岗岩相同的200兆帕。即使用锤子砸,也只能在表面留下些许的划痕,不会像普通混凝土那样使得内部裂纹扩展,进而发生断裂。

因此,用这种混凝土建造的建筑承载力强,安全可靠。同时,也正因为它非常致密,氯离子和硫酸盐渗透几乎为零,即使使用很多年也不会带来普通混凝土的安全隐患,因此寿命长,用它修建的建筑密闭性也极好。

除了坚硬以外,由于内部掺了多种纤维,活性粉末混凝土还是一种高延性的混凝土。

如果建筑真的遭受到了不可抗的地震力,再坚硬的材料也会变形。但活性粉末混凝土不会像普通混凝土那样一断两截,而是会被内部的纤维限制,将整个大的断裂均摊成无数个细小裂纹,同时构件发生很大的变形,吸收地震力。

经测算,它的延性可达普通混凝土的300倍以上。因此即使变形再大,这样的建筑也很难倒塌,可以让人们快速跑出来,赢得求生机会。

此外,这些细小的裂纹还会暴露出内部原有的大量未水化水泥颗粒,使得混凝土具有自修复功能,开裂后又愈合的混凝土强度甚至可能比原来更高。

由于超细粉末混凝土的这一系列优异性能,它被广泛地应用于高层建筑、电视塔、桥梁、原子能反应堆的罩和外壳、开采石油和天然气的海上采油平台这些高端场合中。

超高的强度使得它们相比起普通混凝土截面更小,自重只有传统混凝土的1/3-1/2,显著降低了荷载,节省了材料,降低工程造价的同时也减少了材料生产所产生的碳排放。

这些优异的性能,本质上都得益于它特殊的原料与严格的生产过程。

首先,活性粉末混凝土中采用了大量的活性纳米材料,如超细硅灰、超细棕榈油粉煤灰等。它们可以填充混凝土内部的孔隙,弥补内部的缺陷,同时还会与水泥对强度不利的水化产物氢氧化钙发生火山灰反应,进一步提高强度。

此外,超细粉末混凝土都是在工厂中标准化生产的,它的生产过程非常精密。通常,构件会在外加几百个大气压,超过100℃的蒸压条件下进行养护。这时,水泥的水化相比起常温下已经发生了变化,形成了许多结晶型的水化硅酸钙。它的基体结构孔隙率极低,并且所有相互连通的孔隙都被水化产物阻塞,即使有孔也不允许外界物质通过。

这一生产过程对工艺的精密性要求极高,对材料质量、组分配比、均匀程度以及温度压强的控制都很严格,要求的设备精密度与人员素质也较高。像普通混凝土那样在工地上随便一拌,那是生产不出合格的活性粉末混凝土的。

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