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国内现代竹建筑保质期与水泥混凝土相比怎么样?

作者:admin 发布时间:2021-08-17 浏览次数:83次

现代竹建筑的耐用性: 经过适当处理的竹材使用寿命可达30年之久,而且,竹材种类的精心选择、防腐处理、辅助材料的使用以及老化或损坏部分的定期更换等等都能增加竹房屋的耐用性。对竹材的皱缩和预处理可增加竹建筑的耐用性和抗损坏性能,这种竹材已得到广泛应用。

竹子在食品、房屋、家具等许多领域的应用历史悠久。在许多国家,竹子以多种方式得以巧妙利用,一生都可为人类服务。竹子是房屋建造和其它结构最古老的建筑材料之一。作为品质优良的建筑材料,竹子比较便宜,且容易加工,可以在许多产竹国得到。

近年来,竹子作为房屋建筑材料的重要性逐渐得到人们的关注。在亚洲,许多低收入家庭利用竹子搭建房屋构架。即便使用其它材料,竹子也是建筑单元的主要组成部分。与许多无家可归的人们所使用的塑料、木材和石头等材料建造的房屋相比,廉价的竹建筑是经济实惠而不失安全性的选择。许多竹屋用处理过或天然的竹材来建造,必要时辅以木材、泥浆、砖块及混凝土等其它材料,以建造不同风格的房屋,并增加其耐用性。

现代建筑材料的全球性紧缺是十分令人担忧的问题,特别在发展中国家。木材及其他传统建筑材料的短缺及相应的价格上涨使以竹为原料的房屋建筑数量不断增加。仅亚洲地区每年就需要75万套新建住房来满足新增人口和旧房更新的需求。1993年至1998年,菲律宾廉价住房的需求为380万套(Rebong,1995)

现代竹建筑的必要性

可支付能力:竹建筑技术最重要的优点是成本低廉但不降低建筑质量,而且经久耐用,占用空间少。此外,竹材利用也是弥补资源总量不足的可行性选择。根据哥斯达黎加PNB的统计,竹房屋比普通材料住宅的成本便宜20%。由厄瓜多尔Viviendas del Hogar de Cristo(VHC)公司建造的一座竹房屋总费用不及450美元,这一价格能够为贫困人口和偏远区的人们所接受。此外,政府补助还可以进一步降低穷人的住房支出总费用。

就业机会:竹房屋的建造和应用为一部分人提供了就业机会,与此同时增加的就业还有,竹林种植、收割、粗加工、运输以及销售等环节。

灵活性:现代竹建筑的设计和建造更具灵活性,优点之一就是能够通过更换损坏部分而得到经常性的维护。而且,传统技术在现代建筑设计中的合理应用则竹子的另一个优点。

技术: 竹建筑的技术要求不高。大多数竹房屋的建造基于当地的技术水平,无需高技术的指导。竹子的多功能性为经济型乃至高档建筑提供了丰富的技术选择,而且,竹建筑比较容易与先进技术结合使用。

安全性: 由于质量轻、弹性好,竹子的抗震功能非常突出。据报道(Gutierez,1998),在哥斯达黎加的7.6级地震中,位于震中的30座竹房屋保存完好,而周边许多混凝土房屋和旅馆难逃一劫,全部倒塌。

舒适性: 热带农区夏季气温很高,人们更愿意生活在竹房屋。中国南方,特别是云南南部地区,人们至今仍然喜欢建造竹楼来避暑,享受竹楼的凉爽(Shensue and Qisheng, 1998)。

原料获取:竹原料在产竹国可容易得到。根据哥斯达黎加人的计算,每年只需70公倾的竹林就可建造竹房屋1000座。如果以木材为原料,需要砍伐600公顷天然林。

适应性:长期以来,竹子以一种或多种形式得到广泛利用,因此对人们而言,竹建筑并不是一件新鲜事物,而且通过自助方式建造竹房屋,可使竹建筑与人们之间的关系得到发展。

建造速度快: 竹房屋只需很短的时间即可安装完成。这种效率对自然灾害救助、快速减少伤亡或或恢复灾区人民生活非常重要。据厄瓜多尔Viviendas del Hogar de Cristo(VHC)的数据,一座竹房屋可在4-5小时内完成。

耐用性: 经过适当处理的竹材使用寿命可达30年之久,而且,竹材种类的精心选择、防腐处理、辅助材料的使用以及老化或损坏部分的定期更换等等都能增加竹房屋的耐用性。对竹材的皱缩和预处理可增加竹建筑的耐用性和抗损坏性能,这种竹材已得到广泛应用。

环境效益:环境效益是近年来的主要考虑因素。建筑项目应当尽量利用当地的原材料,采用节能型的设计,而且建筑材料本身不应对人体和环境造成危害,此外,劳动密集型技术可以安排更多的劳动力(UNEP,nd)。事实证明,惟有竹子能够最大程度地满足这些标准。与混凝土、钢材和原木分别为240,500和80 MJ/m3 per n/mm2的要求相比,竹子仅为30 MJ/m3 per n/mm2 (TUE网站)。研究表明:相同面积的建筑,竹子与混凝土的能耗比为1:8。与钢材铁相比,相同过程中竹子的能耗仅为钢材的1/50(Roach 1996)。

限制森林砍伐: 在热带地区的许多发展中国家,农村住房仍然主要取材于木材、茅草等林产品。森林资源的过分消耗和树木成熟的季节周期性造成木材原料的严重不足,而且,因为建造住房,一些国家的木材资源已面临枯竭。由此,竹子便成为替代木材的切实可行的选择。自然灾害发生时,发展中国家的通常做法是砍伐附近的森林以建造临时住所,这种行为既不经济也不环保。竹子可以作为木材的替代材料用于临时住所的搭建,以减少对森林无节制的砍伐,保护环境。

可持续性:社会、经济和环境的可持续性是当前发展领域中日益重要的的问题。 竹子本身所具备的特点符合可持续性发展的所有指标。竹子在2至3年即可成材,而木材至少需要25年。竹子是世界上生长最快的植物,替代木材指日可待,只需利用当地的主要原材料和工具就足以建造简单经济的竹房屋。

竹子特性–建筑方面的优势

竹子的机械性能因竹子种类、年龄、气候因素、含水率和竹茎高度的不同而有所不同。竹子密度一般在500-800 千克/立方米之间。竹子具有很高的强度,尤其抗拉强度。研究表明:竹子强度与木材不相上下,有的竹种强度甚至超过Shorea robusta 和 Tectona grandis(Sattar, 1995)。据报道,竹子强度的增长主要出现在3至4年时,此后强度逐渐减少。因此,根据竹子的密度和强度,普遍认为竹子的成熟期为3-4年生。竹子的主要机械性能如下((Purwito 1998):

抗拉强度:1000 – 4000 千克/平方厘米

抗压强度: 250 – 1000千克/平方厘米

弯曲强度:700 – 3000千克/平方厘米

弹性系数:100000 – 300000千克/立方厘米

值得注意的是:竹子在弯曲强度方面的不足在一定程度上也是一种优点。由于竹子纤维的强度较高,如果超过弯曲强度,第一次开裂时并不会象木材一样彻底折断。这种特性为维修或更换竹建筑的损坏部分提供了可能性。而且相对于木材,竹子的弹性能够抗震竹建筑中得以更好的体现,这已经在在几座小型竹建筑中得到证明。竹子相对于木材的另一个优点在于没有辐射,而射线本身会削弱竹材的机械性能,因此竹材比木材更容易剪切。

竹建筑项目需要考虑的主要问题:

项目资源:丰富的竹资源是实施低成本竹建筑项目的必备条件。天然蓄积量是竹人工林能够成功种植并且存贮原材料的保证。根据竹资源清查和年采伐量限额的计算,可以预测可收获的竹材数量,并制定相应的竹子管理计划。

项目对象: 项目实施需要考虑服务对象的兴趣和经济条件。比如,在开放的林区,人们可以获得足够的木材,就无需关注竹材利用。相对来讲,竹建筑项目在比较贫困而且没有资源可供选择或无法建造住所的社区成功实施的可能性更大。如果人们已经使用了竹子,具体工作就更容易开展。

项目成本:竹建筑成本也是必须考虑的重要问题之一。竹房屋的成本由竹建筑的规模、竹材处理、设计、施工及其它材料的使用等因素构成。因此,还必须了解社区对竹房屋的购买能力以及政府支付的补助额度,以便做出合理的竹房屋设计。

政策扶持:政府的优惠政策对低成本的竹建筑也十分重要。哥斯达黎加PNB Costa Rica 的经验表明:如果得到政府住房政策的鼓励或认可,大规模的竹建筑项目就有可能顺利实施。有关为贫困人口建造住房提供补助的政策环境是项目成功实施的重要条件,包括制定建房补助政策、对建房用地、资金及廉价建材等审批条件的放宽等。

其实是混凝土的‘耐久性’问题。水泥没有使用前,储存期为三个月,因为储存时间长了,水泥可能吸湿,部分发生水化反应结块或降低活性,所以水泥有有效期。在水泥已经用于混凝土或砂浆,混凝土或砂浆硬化后,就不存在过期问题了,而是‘耐久性’问题。

但实际工程应用的混凝土/钢筋混凝土结构是处于自然环境中,必然会遭遇许多破坏因素,例如北方的桥梁、码头必然冬季会受冻,跨海大桥、沿海码头必然会受海水侵蚀(海水中氯能渗透进入混凝土导致钢筋锈蚀),有些地区土壤中含硫酸盐或有酸雨会腐蚀混凝土,等等。此外,混凝土还可能发生内部自身膨胀破坏,例如碱-骨料反应、延迟钙矾石生成,等等。如果对这些破坏因素没有采取措施防范,混凝土结构的寿命最短可能只有十几年,甚至几年。

只要混凝土或砂浆处于良好环境,即没有腐蚀、没有冻融、没有高温(100°C以上)等等对混凝土/砂浆的破坏因素存在,混凝土/砂浆的强度就不会降低,可以一直使用下去。这是混凝土/砂浆优于有机材料和金属材料的地方。由水泥凝结的混凝土/砂浆属于无机矿物材料,本身的稳定性很好。

所幸的是,目前混凝土技术可以有效提高混凝土抵抗外部因素的破坏和防止发生内部破坏。最新颁布的标准GB/T 50476-2008“混凝土结构耐久性设计规范”,就是针对混凝土结构所处环境和可能存在的破坏因素,进行结构和混凝土设计,保证混凝土结构使用寿命。根据工程的重要性,设计使用寿命不低于50年和100年。

针对环境存在的破坏因素,对现有混凝土结构进行养护、维修或加固,是延长结构使用寿命的重要手段。混凝土结构不安全了、功能不适应要求或维修加固费用太高,拆除重建就可能是最好的选择。

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