在伦敦下水道的波特兰水泥可以耐用千年，为什么混凝土房子就只有70-100年的寿命呢？
在伦敦错综复杂的下水道系统里，波特兰水泥混凝土确实展现出了惊人的生命力，能够屹立千年，这无疑是工程史上的一个奇迹。相比之下，我们如今建造的许多混凝土房屋，其预期寿命却只有短短的七八十年，甚至更短。这中间的巨大差距，并非简单的年代久远与现代的差异，而是隐藏着一系列复杂的技术、材料和环境因素。
首先，我们需要理解伦敦下水道所使用的“波特兰水泥”与我们现在建造房屋所用的“混凝土”之间的联系，以及它们各自的特点。
伦敦下水道的“千年”秘密：历史的沉淀与特殊的配方
伦敦下水道系统大量使用了波特兰水泥混凝土，其中很多修建于19世纪维多利亚时代。那个时代的工程技术和对材料的理解，与今天截然不同，但正是这种“不同”，造就了它的耐久性。
1. 原始波特兰水泥的纯粹性与低强度： 早期的波特兰水泥，其生产工艺相对简单，水泥的熟料成分（如硅酸三钙、硅酸二钙）比例与现代高强度水泥有所不同。更重要的是，那个时代的波特兰水泥强度普遍低于我们现在所追求的高强度混凝土。这听起来有点反常，但低强度的混凝土意味着它具有更小的水化热和更慢的强度发展速度。这使得混凝土在硬化过程中产生的内部应力更小，裂缝的风险也更低。
2. “惰性”的骨料选择： 用于伦敦下水道的骨料，主要是经过精心挑选的砾石和砂石。这些骨料通常具有非常稳定的化学性质，例如，它们很少含有对水泥水化产生有害反应的活性成分（如碱硅反应、碱碳酸盐反应）。这些反应是导致现代混凝土结构劣化（如开裂、强度下降）的重要原因之一。当时的工程师在材料选择上更为保守和注重稳定性，宁愿牺牲一些早期强度，换取长远的可靠性。
3. 特殊的施工环境与维护： 伦敦的下水道系统是一个相对封闭、恒温恒湿的环境。虽然是下水道，但与许多暴露在雨水冲刷、冻融循环、大气腐蚀（如酸雨）和交通荷载下的地面建筑相比，它的环境条件更为“温和”。
恒湿环境： 下水道内部长期处于潮湿状态，这恰好有利于水泥的水化反应持续进行，使其内部结构更加致密和稳定。而现代建筑的混凝土可能经历反复的湿润和干燥，这种变化会加速材料的老化。
缺乏冻融循环： 地下环境的温度变化远小于地表，因此不会经历频繁的冻融循环。冻融是导致混凝土开裂和剥落的主要原因之一，每一次冰冻都会使混凝土内部的水分膨胀，产生应力，久而久之就会破坏结构。
受力情况相对稳定： 下水道主要承受的是土压力和内部的水流压力，其荷载的性质相对单一且恒定，不像桥梁、高层建筑那样承受复杂多变的动荷载和风荷载。
4. 巨厚的结构尺寸： 伦敦下水道的很多墙体和拱顶都非常厚实。更大的结构尺寸意味着混凝土内部的应力更容易消散，抗裂性能更好，而且即使表面发生轻微劣化，内部的材料仍然完好无损。这种厚度本身就提供了强大的防护能力。
5. 当时对“耐久性”的理解与目标： 维多利亚时代的工程师，他们建造的很多工程是为了“世纪工程”，是为后代留下能够长期使用的基础设施。他们的目标并非追求最高强度或最快的施工速度，而是对材料的长期表现有着更深刻的认识和更高的要求，尽管他们当时对化学和材料科学的理解可能不如今天深入，但通过经验积累，他们选择了更稳定、更保守的材料和工艺。
现代混凝土房屋为何寿命“缩短”？
相比之下，现代混凝土房屋虽然在材料科学、设计理念和施工效率上有了巨大的飞跃，但寿命的“缩短”也有其必然的原因：
1. 对高强度和快周期的追求： 现代建筑业追求效率和成本效益。为了缩短工期，我们倾向于使用高强度、早强型的水泥。这些水泥水化速度快，早期强度高，能够支撑更快的模板拆除和施工节奏。但同时，它们也产生更高的水化热，这可能导致混凝土内部温度裂缝，为日后的劣化埋下隐患。
2. 骨料的“活性”与碱硅反应： 现代混凝土中使用的骨料种类繁多，来源广泛。其中一些骨料可能含有活性二氧化硅或其他容易与水泥中的碱发生化学反应的成分。当暴露在水分中时，这些反应会生成具有膨胀性的凝胶，导致混凝土开裂、起泡，甚至强度下降。虽然有掺合料（如粉煤灰、矿渣）可以抑制这种反应，但并非所有工程都能完全避免或有效控制。
3. 环境的严苛性： 现代房屋直接暴露在地表，面临着各种严酷的环境挑战：
冻融循环： 寒冷地区的房屋会经历频繁的冻融循环，对混凝土造成严重的破坏。
大气腐蚀： 工业区和沿海地区的空气中含有二氧化硫、氯离子等腐蚀性物质。氯离子尤其危险，它们能够渗透到混凝土中，破坏钢筋的钝化保护层，导致钢筋锈蚀膨胀，进而撑裂混凝土。
碳化： 空气中的二氧化碳会与混凝土中的氢氧化钙发生反应，生成碳酸钙，这个过程称为碳化。碳化会降低混凝土的碱性，当碳化层达到钢筋表面时，就会破坏钢筋的防锈能力，导致钢筋锈蚀。
荷载变化： 现代建筑需要承受更复杂的荷载，包括自重、活荷载（人员、家具）、风荷载、地震荷载等，这些都会对混凝土结构产生不同程度的应力，并可能在长期作用下引发微小裂缝的扩展。
4. 钢筋的锈蚀： 现代混凝土建筑普遍使用钢筋混凝土。钢筋的锈蚀是混凝土结构老化的主要原因之一。一旦混凝土保护层被破坏（如开裂、碳化），氯离子或二氧化碳侵入，钢筋就开始锈蚀。钢筋锈蚀产物体积比原来膨胀数倍，会产生强大的拉应力，最终导致混凝土开裂、剥落，甚至钢筋与混凝土之间失去粘结力。
5. 设计寿命的考量与经济性： 现代建筑的设计寿命通常是基于经济性和社会发展需求设定的。例如，许多住宅建筑被设计成可以使用50100年，在此之后可能会面临拆除重建、翻新升级或城市规划调整等情况。工程师们在设计时会考虑材料的成本、施工效率以及满足当前社会对居住和使用年限的需求。相比之下，为下水道系统设定“千年”的寿命，这在经济上和技术上都是一个巨大的挑战，而且并非所有基础设施都需要如此长的寿命。
6. 材料添加剂与标准的变化： 现代水泥生产会添加各种混合材（如粉煤灰、矿渣、硅灰等）和外加剂（如减水剂、早强剂、抗冻剂等），以提高性能或降低成本。这些添加剂的使用虽然带来了性能上的优化，但其长期稳定性、对后期反应的影响等也需要持续的研究和关注。同时，随着技术进步，混凝土的测试和评估标准也在不断更新，这些标准的变化也会影响我们对“寿命”的定义和预测。
总结来说， 伦敦下水道中那些“千年”的波特兰水泥混凝土，是历史、材料纯粹性、特定施工环境以及工程师们对长期稳定性的追求共同作用的结果。而现代混凝土房屋的寿命虽然被普遍认为不如前者，但这是技术发展、经济效率、环境因素以及现代社会对建筑使用年限的不同考量的必然产物。这并非说现代混凝土技术退步了，而是我们关注的重点、使用的材料、面临的环境以及工程目标都有了根本性的改变。了解这些差异，有助于我们更好地理解和管理我们所建造的建筑，并从中汲取经验，持续改进。
首先，我们需要理解伦敦下水道所使用的“波特兰水泥”与我们现在建造房屋所用的“混凝土”之间的联系，以及它们各自的特点。
伦敦下水道的“千年”秘密：历史的沉淀与特殊的配方
伦敦下水道系统大量使用了波特兰水泥混凝土，其中很多修建于19世纪维多利亚时代。那个时代的工程技术和对材料的理解，与今天截然不同，但正是这种“不同”，造就了它的耐久性。
1. 原始波特兰水泥的纯粹性与低强度： 早期的波特兰水泥，其生产工艺相对简单，水泥的熟料成分（如硅酸三钙、硅酸二钙）比例与现代高强度水泥有所不同。更重要的是，那个时代的波特兰水泥强度普遍低于我们现在所追求的高强度混凝土。这听起来有点反常，但低强度的混凝土意味着它具有更小的水化热和更慢的强度发展速度。这使得混凝土在硬化过程中产生的内部应力更小，裂缝的风险也更低。
2. “惰性”的骨料选择： 用于伦敦下水道的骨料，主要是经过精心挑选的砾石和砂石。这些骨料通常具有非常稳定的化学性质，例如，它们很少含有对水泥水化产生有害反应的活性成分（如碱硅反应、碱碳酸盐反应）。这些反应是导致现代混凝土结构劣化（如开裂、强度下降）的重要原因之一。当时的工程师在材料选择上更为保守和注重稳定性，宁愿牺牲一些早期强度，换取长远的可靠性。
3. 特殊的施工环境与维护： 伦敦的下水道系统是一个相对封闭、恒温恒湿的环境。虽然是下水道，但与许多暴露在雨水冲刷、冻融循环、大气腐蚀（如酸雨）和交通荷载下的地面建筑相比，它的环境条件更为“温和”。
恒湿环境： 下水道内部长期处于潮湿状态，这恰好有利于水泥的水化反应持续进行，使其内部结构更加致密和稳定。而现代建筑的混凝土可能经历反复的湿润和干燥，这种变化会加速材料的老化。
缺乏冻融循环： 地下环境的温度变化远小于地表，因此不会经历频繁的冻融循环。冻融是导致混凝土开裂和剥落的主要原因之一，每一次冰冻都会使混凝土内部的水分膨胀，产生应力，久而久之就会破坏结构。
受力情况相对稳定： 下水道主要承受的是土压力和内部的水流压力，其荷载的性质相对单一且恒定，不像桥梁、高层建筑那样承受复杂多变的动荷载和风荷载。
4. 巨厚的结构尺寸： 伦敦下水道的很多墙体和拱顶都非常厚实。更大的结构尺寸意味着混凝土内部的应力更容易消散，抗裂性能更好，而且即使表面发生轻微劣化，内部的材料仍然完好无损。这种厚度本身就提供了强大的防护能力。
5. 当时对“耐久性”的理解与目标： 维多利亚时代的工程师，他们建造的很多工程是为了“世纪工程”，是为后代留下能够长期使用的基础设施。他们的目标并非追求最高强度或最快的施工速度，而是对材料的长期表现有着更深刻的认识和更高的要求，尽管他们当时对化学和材料科学的理解可能不如今天深入，但通过经验积累，他们选择了更稳定、更保守的材料和工艺。
现代混凝土房屋为何寿命“缩短”？
相比之下，现代混凝土房屋虽然在材料科学、设计理念和施工效率上有了巨大的飞跃，但寿命的“缩短”也有其必然的原因：
1. 对高强度和快周期的追求： 现代建筑业追求效率和成本效益。为了缩短工期，我们倾向于使用高强度、早强型的水泥。这些水泥水化速度快，早期强度高，能够支撑更快的模板拆除和施工节奏。但同时，它们也产生更高的水化热，这可能导致混凝土内部温度裂缝，为日后的劣化埋下隐患。
2. 骨料的“活性”与碱硅反应： 现代混凝土中使用的骨料种类繁多，来源广泛。其中一些骨料可能含有活性二氧化硅或其他容易与水泥中的碱发生化学反应的成分。当暴露在水分中时，这些反应会生成具有膨胀性的凝胶，导致混凝土开裂、起泡，甚至强度下降。虽然有掺合料（如粉煤灰、矿渣）可以抑制这种反应，但并非所有工程都能完全避免或有效控制。
3. 环境的严苛性： 现代房屋直接暴露在地表，面临着各种严酷的环境挑战：
冻融循环： 寒冷地区的房屋会经历频繁的冻融循环，对混凝土造成严重的破坏。
大气腐蚀： 工业区和沿海地区的空气中含有二氧化硫、氯离子等腐蚀性物质。氯离子尤其危险，它们能够渗透到混凝土中，破坏钢筋的钝化保护层，导致钢筋锈蚀膨胀，进而撑裂混凝土。
碳化： 空气中的二氧化碳会与混凝土中的氢氧化钙发生反应，生成碳酸钙，这个过程称为碳化。碳化会降低混凝土的碱性，当碳化层达到钢筋表面时，就会破坏钢筋的防锈能力，导致钢筋锈蚀。
荷载变化： 现代建筑需要承受更复杂的荷载，包括自重、活荷载（人员、家具）、风荷载、地震荷载等，这些都会对混凝土结构产生不同程度的应力，并可能在长期作用下引发微小裂缝的扩展。
4. 钢筋的锈蚀： 现代混凝土建筑普遍使用钢筋混凝土。钢筋的锈蚀是混凝土结构老化的主要原因之一。一旦混凝土保护层被破坏（如开裂、碳化），氯离子或二氧化碳侵入，钢筋就开始锈蚀。钢筋锈蚀产物体积比原来膨胀数倍，会产生强大的拉应力，最终导致混凝土开裂、剥落，甚至钢筋与混凝土之间失去粘结力。
5. 设计寿命的考量与经济性： 现代建筑的设计寿命通常是基于经济性和社会发展需求设定的。例如，许多住宅建筑被设计成可以使用50100年，在此之后可能会面临拆除重建、翻新升级或城市规划调整等情况。工程师们在设计时会考虑材料的成本、施工效率以及满足当前社会对居住和使用年限的需求。相比之下，为下水道系统设定“千年”的寿命，这在经济上和技术上都是一个巨大的挑战，而且并非所有基础设施都需要如此长的寿命。
6. 材料添加剂与标准的变化： 现代水泥生产会添加各种混合材（如粉煤灰、矿渣、硅灰等）和外加剂（如减水剂、早强剂、抗冻剂等），以提高性能或降低成本。这些添加剂的使用虽然带来了性能上的优化，但其长期稳定性、对后期反应的影响等也需要持续的研究和关注。同时，随着技术进步，混凝土的测试和评估标准也在不断更新，这些标准的变化也会影响我们对“寿命”的定义和预测。
总结来说， 伦敦下水道中那些“千年”的波特兰水泥混凝土，是历史、材料纯粹性、特定施工环境以及工程师们对长期稳定性的追求共同作用的结果。而现代混凝土房屋的寿命虽然被普遍认为不如前者，但这是技术发展、经济效率、环境因素以及现代社会对建筑使用年限的不同考量的必然产物。这并非说现代混凝土技术退步了，而是我们关注的重点、使用的材料、面临的环境以及工程目标都有了根本性的改变。了解这些差异，有助于我们更好地理解和管理我们所建造的建筑，并从中汲取经验，持续改进。
网友意见
在中国，可以通过高档水泥和进口钢筋的方法来建个千年大楼吗？
类似的话题
-
在伦敦错综复杂的下水道系统里，波特兰水泥混凝土确实展现出了惊人的生命力，能够屹立千年，这无疑是工程史上的一个奇迹。相比之下，我们如今建造的许多混凝土房屋，其预期寿命却只有短短的七八十年，甚至更短。这中间的巨大差距，并非简单的年代久远与现代的差异，而是隐藏着一系列复杂的技术、材料和环境因素。首先，我们............. -
15000伦琴（Rem）的辐射剂量，这可不是个小数目，用“随便蹦跶”来形容，恐怕是有点过于乐观了。咱们得好好掰扯掰扯，看看这剂量到底意味着什么，以及它跟去核电站打工这事儿，到底沾不沾边。先说说这“15000伦琴”到底有多大劲儿？首先，咱们得搞清楚“伦琴”是啥。这个单位，就像我们平时说的“斤”或“米”.............
-
关于动保人士在伦敦组织抗议，要求长沙警方处理涉事民警的事件，这是一个涉及多方面因素的复杂议题。为了更全面地理解和看待这件事，我们可以从以下几个角度进行分析：一、 事件的起因与背景： 核心事件： 通常这类事件的导火索是国内发生的一起涉及动物权益的事件，例如虐待动物、不当处置流浪动物、或动物在被警方.............
-
2018年10月，华为选择在伦敦这个国际化大都市发布其最新的旗舰手机Mate 20系列，这背后有着深思熟虑的市场战略和品牌考量。这并非偶然，而是华为在全球消费电子市场，尤其是高端市场影响力日益增强的自然延伸。首先，从市场层面来看，欧洲，特别是英国，一直是华为在海外市场的重要根据地。英国不仅拥有庞大的.............
-
评价刘强东和章泽天（奶茶妹妹）在疫情期间于伦敦度假一事，可以从多个角度来审视，这并非一个简单的“好”或“坏”的定论，而是涉及公众人物的责任感、社会观感、个人自由以及疫情的复杂性等诸多层面。首先，从个人自由与隐私的角度来看，任何公民，包括公众人物，在法律允许的范围内享有迁徙和休闲的权利。在疫情得到一定.............
-
您提出的关于乌克兰政府高官80%为美籍和90%富豪资产及本人在伦敦或瑞士的说法，在我现有的信息检索能力范围内，无法找到任何支持其真实性的可靠数据来源。因此，对于您提出的这种现象，我无法从事实层面进行分析和解读，因为其前提可能不准确。不过，我们可以从信息来源的可靠性和为何会出现此类传言这两个角度来探讨.............
-
阿桑奇在 2019 年 4 月 11 日于伦敦被捕，这绝对是一件牵动全球神经的大事件。要聊这件事，得从头说起，并且得把事情的来龙去脉讲清楚，才能理解为什么这会引起如此大的风波。首先，阿桑奇是谁？ 他是维基解密（WikiLeaks）的创始人。维基解密这个网站大家应该不陌生，它的核心就是“公开的勇气”和.............
-
谢震业在钻石联赛伦敦站以19秒88的成绩夺得200米冠军，并打破亚洲纪录，这无疑是中国乃至亚洲短跑史上的一个里程碑。 这不仅是他个人职业生涯的又一次重大飞跃，更是亚洲速度一次响亮的宣告。首先，我们不得不佩服谢震业这名运动员的毅力和对速度的极致追求。 200米项目对于运动员的爆发力、速度耐力以及技术动.............
-
在伦艺伦敦传媒学院（LCC）攻读交互设计硕士，对我来说是一段相当独特且充满挑战的旅程。一开始，我带着对“设计”这个词的笼统理解，以为会是埋头于屏幕前的像素堆砌，或是沉浸于各种新奇的软件操作。然而，LCC的交互设计硕士课程，远比我想象的要深刻和多元。课程的节奏非常快，而且非常注重实践。我们不只是学习理.............
-
伦敦市长禁止在公共交通系统内张贴可能引发“形体羞辱”的广告，这项政策的出发点是好的，旨在营造一个更包容和健康的社会环境。但要理解这项政策的深层含义和实际操作，需要从几个方面来细看。首先，我们得明白“形体羞辱”（Body Shaming）到底是什么意思。简单来说，就是因为一个人的体型、体重、外貌或者其.............
-
慕尼黑确实是一座令人心生向往的城市，其悠闲的生活节奏、浓郁的巴伐利亚风情以及作为德国南部经济引擎的角色都让它独具魅力。然而，若与伦敦和巴黎这两座国际巨擘相比，慕尼黑在某些方面确实显得稍逊一筹。下面我将尽量详细地聊聊其中的差异，力求抛开 AI 的痕迹，用更贴近生活的视角来展开。首先，国际化程度和全球影.............
-
你这个问题挺有意思的，也触及到了一个很多人会好奇的点——东西方大都市的差异。你那位在爱尔兰留学了五年的同事，他对伦敦和上海的评价，我觉得，有他自己的视角和观察，但要说客观与否，咱们得掰开了揉碎了聊聊。首先，得承认，你同事能说出“伦敦只有水和空气质量比得过上海”这种话，说明他对伦敦肯定是有比较深入的体.............
-
王伦若是在晁盖上山之时，主动退让，自降一格，甘当副寨主，这出好汉聚义的戏码，可就要上演一出意想不到的番外篇了。咱们不妨细细揣摩一番，他在梁山泊的座次，以及这背后可能牵扯出的种种变化。首先，明确一点，王伦的位置必然会受到实质性的影响。按照《水浒传》的惯例，寨主是最高职位，副寨主是仅次于寨主的存在。如果.............
-
美国财政部长耶伦在达沃斯论坛的演讲中力挺拜登，称其经济议程为“现代供给侧经济学”（Modern SupplySide Economics），这确实是一个值得深入理解的概念，因为它与传统的“供给侧经济学”有所不同，并试图为当前美国的经济政策提供一个全新的视角和辩护。为了详细理解“现代供给侧经济学”，我.............
-
李佳在尤伦斯当代艺术中心“游戏咏/永生”的发言，可以说是对当下中国当代艺术语境乃至更广泛的社会文化现象，抛出了一记极具洞察力和挑衅意味的“石头”。她的演讲，与其说是一场艺术理论的梳理，不如说是一次对我们惯常认知模式的解构，一次对“永恒”与“游戏”这两个看似矛盾的概念之间复杂关系的深刻剖析。核心立意：.............
-
史美伦女士在香港证监会（SFC）的任职经历，无疑是香港金融监管领域一位举足轻重的人物。评价她在证监会的工作，需要从她所处的时代背景、她主导的关键政策、以及她对香港金融市场发展的影响等多个维度进行深入的探讨。时代背景与挑战：史美伦女士于2004年被任命为香港证监会行政总裁，这是她进入证监会的第一个重要.............
-
关于索伦为何在知晓至尊魔戒落入弗罗多之手后，不积极搜寻，也不严守末日火山，这是一个在《魔戒》的爱好者中经常被讨论的，也确实是电影改编与原著之间存在一些微妙差异的地方。咱们不妨深入聊聊，看看究竟是怎么回事。首先，咱们得明白索伦在那时的状态。他已经不是当年那个能够挥舞魔古尔之刃亲自征战的黑暗魔君了。至尊.............
-
当然，我们来深入探讨一下人类伦理在技术发展中的双刃剑效应。这并非一个简单的“好”或“坏”的问题，而是涉及到复杂权衡和持续博弈的议题。要说人类伦理在某些方面阻碍了技术发展，这确实是一个值得深思的观点。我们可以从几个维度来剖析这个问题。首先，对未知的恐惧和对现有秩序的维护是伦理观中一个根深蒂固的组成部分.............
-
说到杰克·吉伦哈尔在《蜘蛛侠：英雄远征》里的表现，我的感觉是……怎么说呢，他简直把“反派也有魅力”这事儿给玩明白了。 以前看他的电影，总觉得他身上有一种很特别的气质，既能演那种有点忧郁的文艺青年，又能驾驭各种复杂的角色。 在这部漫威电影里，他饰演的“神秘客”奎恩·泰勒，一开始给我的感觉就像是那种刚从.............
-
在探讨人类科技能否制造出能在十千伦琴（10,000 R）辐射环境中工作的机器人之前，我们得先弄清楚“十千伦琴”这个剂量到底意味着什么。在放射性领域，伦琴（R）是一个衡量X射线或伽马射线曝光量的单位。它表示在标准条件下，空气中单位质量的物质被电离产生的电荷量。而十千伦琴，也就是10,000 R，这是一.............
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有