见过用茅草搭建房屋的,竹子修房的,可你听说过用 竹子代替钢筋 浇灌混凝土修房的吗?
这是什么技术?
(资料图)
此前就有专家提出了类似的想法,节约成本的同时还能保护环境。
那么究竟有没有用呢?造出的房子会是豆腐渣工程吗?一起来看看。
钢筋在混凝土浇灌的作用
在此之前我们要先了解,钢筋在混凝土的浇灌当中究竟有什么作用,以便我们更好地对比替换成竹子后所能发挥的效果。
1、加强混凝土的 坚固性和耐久性 。
由于混凝土自身的强度和拉伸性能较为脆弱,面对外力的冲击容易引起开裂或破损。
为此,在混凝土的浇注过程中,加入钢筋能够有效增强混凝土的强度和韧性,使其结构更加坚固耐久。
灌注混凝土图解
钢筋承受着混凝土的拉伸和压缩力,两者的关系就像是我们的骨骼和血肉,没有前者的支撑,整个身体将面临着“崩塌”的危险。
2、增强混凝土的 承载能力和抗震性 。
钢筋的加入不仅可以增强混凝土的强度,同时更能提升混凝土的承载能力与抗震性。
在面对外力的冲击或震动的情况下,钢筋能够起到缓解作用力,避免混凝土的裂开与破坏,同时提高了混凝土结构的抗震性。
3、延缓混凝土的 龟裂和老化 。
混凝土的建筑在风吹日晒等自然条件下,难免会出现龟裂和老化的情况。
钢筋构造举例
然而,加入钢筋元素却能有效地延缓这种情况,使其使用寿命更加长久。
比如,钢筋可以减少冬冷夏热带来的比热容差,最大程度上 保持混凝土的原样 。
4、减轻施工与维护的难度
加入钢筋元素不仅可以加强混凝土结构,还 方便施工作业和维护 ,钢筋能够根据建筑设计的要求进行加工和弯曲,便于施工工人进行安装和维护作业。
简单来说就是钢筋具有韧性,它能够灵活地改变自己的形状,以此来满足不同的混凝土灌溉需求。
总的来说,钢筋与混凝土的结合,形成了一种高强度、高韧性、高耐久性的建筑材料。
钢筋混凝土建筑结构举例
在混凝土的浇注中,钢筋元素的作用不可或缺,为混凝土建筑的 稳定性和持久性 提供了强有力的保障。
既然钢筋对于混凝土的浇灌如此重要,那么,竹子能够替代钢筋的作用吗?
竹子能够替代吗?
目前尚 无可靠的证据证明 竹材能够完全取代钢筋在混凝土浇灌中的作用。
虽然竹材具有轻质、高强度、抗拉、抗压和抗剪等优良的物理和力学性能,但相比钢筋仍存在明显的劣势。
从延展性来讲,相对于钢筋,竹材在弯曲、拉伸或挤压时缺乏强韧性,一旦出现裂纹就难以承受一定的弯曲变形,无法满足 现代建筑结构设计的要求 。
竹条
这个道理很简单,一根钢筋可以弯曲360度甚至更高,而竹材是很难做到的,即使90度的弯曲也容易被折断。
从耐久性来讲,在空气、水或潮湿环境下,竹材容易遭受腐蚀和生物降解,耐久性较差。
如果你所在的地方降水多,常年潮湿,将竹材用于建筑恐怕几年不到房子就会坍塌。
相比之下,钢筋具有出色的 抗老化和耐腐蚀特性 ,能够保持长期的结构稳定和承载力。
钢筋横截面
从生产和供应角度来说,相比于钢筋,竹材的生产和加工方式较为陈旧和不稳定。
能够有效利用的竹材种类和数量比钢筋要少的多,其生产和供应环节影响了应用效率。
因此,我们完全有理由说,竹材不能完全取代钢筋的作用。
钢筋
但是竹材适合用于 部分混凝土建筑 当中,例如结实地基、边坡护坡等场合。
此外,在建筑景观和其他非承重建筑方面,竹材也被广泛应用,并表现出较好的优点。
当然,具体问题具体分析,比如你想要在农村建一个小且舒适安逸的平房,用竹材是可以的。
要是想修建几十层高的写字楼或者是居民楼,就必须要用到钢筋了,毕竟两者的承重差距摆在面前。
高楼大厦
虽然钢筋在目前仍旧是浇灌混凝土的 主流材料 ,但是竹材也有自己的优点。
竹材的优点
首先,竹材天生就是一种柔韧性(相比钢筋要差)较好的天然材料,在混凝土浇注中,竹材可以充分发挥其 良好的韧性和抗震性能 。
相比较钢筋这种硬质材料,竹材能够更好地吸收和缓冲地震波,从而有效降低建筑物在极端情况下的倒塌风险。
日本很多低矮建筑就大量使用了竹材、木材等 天然材料 ,使其具有更好的抗震效果。
竹制建筑
其次,竹材是一种生物可降解、环保的材料。
相比较钢筋这种工业化材料,竹材的生态环境影响更小,更符合人们现代环保理念。
而钢筋其主要原料为铁矿石,铁矿石是一种天然矿物,通常含有铁氧化物、副产品和杂质等成分。
通过将矿石破碎、筛选和精选,得到铁氧化物纯度较高的矿物粉末,再采用高温高压的冶炼过程,熔炼矿物粉末,得到纯度较高的铁水。
钢筋制造过程
铁水中还含有一定量的 碳和杂质 ,需要进一步精炼、调质才能制成适合钢筋生产用途的大型金属板材,最终通过加工和轧制,得到直径不同、强度不同的钢筋。
可以说,钢筋的生产是一种以铁矿石为主要原料,经过多道复杂的物理和化学反应得到的复杂工艺过程。
在其中会产生 大量的污染物 ,开采矿石也会影响环境,更何况地球的铁矿石是有限的。
此外,由于竹材的生长速度较快、适应性较广,所以竹材供应方面具有可再生性和经济实用价值。
竹林
总之,虽然在承重建筑结构加固方面还需要钢筋这种硬质材料的使用,但在一些非承重建筑和建筑景观方面,竹材具有得天独厚的优越性能和实用价值。
因此在近年来也得到了越来越广泛的应用和推广。
竹材建筑物
比如,在一些公共建筑和高端私人花园中,竹编园林逐渐取代了传统的花坛和水池。
这种景观设计利用竹子柔韧的特性和纤维的良好可塑性,创造出一些极具个性和趣味的 园林构筑物 ,包括竹编人造山、竹编亭子等等。
再比如,国内的一些高端别墅区,竹木独栋别墅成为新兴的住宅类型。
临水竹楼
这种别墅坐落于自然环境优美的山水间,采用竹子为原料,打造出具有独特自然美感和生态特色的建筑风格。
最后也有自古以来就居住在竹楼上的民族,如傣族生活在亚热带地区,竹子生长茂盛,他们利用了天然的材料,打造具有民族特色的竹楼。
傣家竹楼
要是有朋友追求 养生和自然生态 的环境,竹材为原料的建筑物确实是一个不错的选择。
参考资料
[1]、杨宝璋、刘占忠、秦云、史登峰、孙茂盛、田嘉农《竹与竹建筑》
[2]、袁迎曙, 贾福萍《锈蚀钢筋的力学性能退化研究》
[3]、吴刚, 安琳《碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究》