為什么現(xiàn)在的井蓋沒那么容易丟了呢
新疆井蓋板的專業(yè)人員跟大家聊聊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?dú)w功于社會治安的持續(xù)進(jìn)步，但另一方面，“井蓋科技”的進(jìn)步也不可小覷。
(一)傳統(tǒng)井蓋為什么容易丟?
井蓋雖不起眼，但它的生存環(huán)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，被重載的汽車反復(fù)地碾壓、振動成百上千次，而且，其下覆蓋的雨水、污水等也有較強(qiáng)的腐蝕性。因此，小小井蓋的工作壓力是非常大的。
同時(shí)，井蓋的責(zé)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(fā)生幾起行人掉進(jìn)下水道的慘案。一座城市動輒有幾萬只井蓋，經(jīng)常對井蓋進(jìn)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(qiáng)的耐久性。
出于這些高標(biāo)準(zhǔn)，在歷史上，井蓋通常是由金屬鑄成，材質(zhì)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(yán)打嚴(yán)抓，但只要有經(jīng)濟(jì)利潤在，就必然有人鋌而走險(xiǎn)。
也有人嘗試過用價(jià)值比較低的材料制造井蓋，例如先扎好鋼筋籠，再澆筑上普通混凝土，制成鋼筋混凝土井蓋。這樣，即使有人偷了井蓋，也只能得到井蓋中的一點(diǎn)點(diǎn)鋼筋，砸碎的混凝土是毫無價(jià)值的。
然而，普通的鋼筋混凝土對環(huán)境的耐受能力遠(yuǎn)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，鋼筋籠的綁扎、混凝土的澆筑工序繁瑣，這樣一個(gè)井蓋的價(jià)格有時(shí)比鑄鐵的還高。因此，這樣的混凝土井蓋用得也不多，經(jīng)常還是被迫用回鑄鐵井蓋。不過，隨著科技的發(fā)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么簡單
普通混凝土是一種脆性材料。它的抗壓能力很強(qiáng)，抗拉能力卻很差。這是因?yàn)椋胀ɑ炷帘旧淼膹?qiáng)度很高，但在其內(nèi)部，尤其是砂石骨料與水泥漿體之間的過渡區(qū)內(nèi)存在許多的薄弱地帶，甚至微裂紋。在受到拉力時(shí)，這些微裂紋就會迅速擴(kuò)展，使得混凝土在遠(yuǎn)低于本身強(qiáng)度的拉力下便會斷裂。這種原理就類似于塑料包裝袋外面的豁口，沿著豁口一撕，堅(jiān)韌的包裝袋很輕易地就開了。
因此，有些科學(xué)家剔除了混凝土中的普通砂子和石子，代之以極細(xì)的石英砂，并摻入較高活性的火山灰質(zhì)材料，制成活性粉末混凝土。由于骨料細(xì)小，漿體結(jié)合緊密，這種混凝土的微裂紋較之普通混凝土而言極其細(xì)小，因而其強(qiáng)度也遠(yuǎn)高于普通混凝土。
后來，科學(xué)家們更是干脆向其中摻入鋼纖維、FRP纖維等抗拉材料，從而制造出了強(qiáng)度堪比鋼材的混凝土材料。用這種混凝土制作的井蓋甚至不需要配鋼筋，因?yàn)槠鋬?nèi)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(jià)格高昂，造價(jià)達(dá)到普通混凝土的十倍之高。但用它生產(chǎn)的井蓋性價(jià)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(qiáng)度高，只要很少的材料就能達(dá)到與普通混凝土相同的效果，因此非常節(jié)省材料;其三，它的耐腐蝕性能極強(qiáng)，一個(gè)井蓋可以用很久，這又降低了成本。
最后算下來，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(nèi)部基本就沒有什么金屬，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。這么優(yōu)秀的材料，只是用來做個(gè)井蓋?當(dāng)然不是。超細(xì)粉末混凝土可是個(gè)高端材料，用途非常廣泛。
(三)活性粉末混凝土的優(yōu)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(jié)在一起，砂石骨料本身是堅(jiān)固的，因此發(fā)生斷裂的地點(diǎn)通常在粘結(jié)的過渡區(qū)域。通常使用的普通混凝土強(qiáng)度約為40兆帕，為花崗巖的1/5。而超細(xì)粉末混凝土由于顆粒性質(zhì)不同，膠凝材料與骨料之間的粘結(jié)非常緊密，可以看作是一個(gè)結(jié)實(shí)的整體，強(qiáng)度能達(dá)到與花崗巖相同的200兆帕。即使用錘子砸，也只能在表面留下些許的劃痕，不會像普通混凝土那樣使得內(nèi)部裂紋擴(kuò)展，進(jìn)而發(fā)生斷裂。
因此，用這種混凝土建造的建筑承載力強(qiáng)，安全可靠。同時(shí)，也正因?yàn)樗浅Ｖ旅埽入x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，用它修建的建筑密閉性也極好。除了堅(jiān)硬以外，由于內(nèi)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。
如果建筑真的遭受到了不可抗的地震力，再堅(jiān)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(nèi)部的纖維限制，將整個(gè)大的斷裂均攤成無數(shù)個(gè)細(xì)小裂紋，同時(shí)構(gòu)件發(fā)生很大的變形，吸收地震力。
經(jīng)測算，它的延性可達(dá)普通混凝土的300倍以上。因此即使變形再大，這樣的建筑也很難倒塌，可以讓人們快速跑出來，贏得求生機(jī)會。此外，這些細(xì)小的裂紋還會暴露出內(nèi)部原有的大量未水化水泥顆粒，使得混凝土具有自修復(fù)功能，開裂后又愈合的混凝土強(qiáng)度甚至可能比原來更高。由于超細(xì)粉末混凝土的這一系列優(yōu)異性能，它被廣泛地應(yīng)用于高層建筑、電視塔、橋梁、原子能反應(yīng)堆的罩和外殼、開采石油和天然氣的海上采油平臺這些高端場合中。
超高的強(qiáng)度使得它們相比起普通混凝土截面更小，自重只有傳統(tǒng)混凝土的1/3-1/2，顯著降低了荷載，節(jié)省了材料，降低工程造價(jià)的同時(shí)也減少了材料生產(chǎn)所產(chǎn)生的碳排放。這些優(yōu)異的性能，本質(zhì)上都得益于它特殊的原料與嚴(yán)格的生產(chǎn)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(xì)硅灰、超細(xì)棕櫚油粉煤灰等。它們可以填充混凝土內(nèi)部的孔隙，彌補(bǔ)內(nèi)部的缺陷，同時(shí)還會與水泥對強(qiáng)度不利的水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生火山灰反應(yīng)，進(jìn)一步提高強(qiáng)度。此外，超細(xì)粉末混凝土都是在工廠中標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的，它的生產(chǎn)過程非常精密。通常，構(gòu)件會在外加幾百個(gè)大氣壓，超過100℃的蒸壓條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。這時(shí)，水泥的水化相比起常溫下已經(jīng)發(fā)生了變化，形成了許多結(jié)晶型的水化硅酸鈣。它的基體結(jié)構(gòu)孔隙率極低，并且所有相互連通的孔隙都被水化產(chǎn)物阻塞，即使有孔也不允許外界物質(zhì)通過。
這一生產(chǎn)過程對工藝的精密性要求極高，對材料質(zhì)量、組分配比、均勻程度以及溫度壓強(qiáng)的控制都很嚴(yán)格，要求的設(shè)備精密度與人員素質(zhì)也較高。像普通混凝土那樣在工地上隨便一拌，那是生產(chǎn)不出合格的活性粉末混凝土的。
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