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什么,在工地撒糖居然会被工友追着打?

新浪科技综合2020-09-16 14:39:430阅

来源:把科学带回家

大家平时常常会看到建筑工地在用水泥施工作业。小朋友都知道,过一段时间,水泥就会变硬成形。可是你不知道的是,如果在还没干的水泥上撒上含糖饮料,或者直接撒白糖,你就会造成事故了。

在解释原理之前,我们先看一则发生在6年前的意外。

2014年1月,伦敦地铁维多利亚线的控制室就被混凝土淹了,乘客无法搭乘地铁出行。原来,当时施工方正用水泥填充一个电梯井,没想到水泥侧漏到旁边的控制室里去了。

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被混凝土淹了的伦敦地铁维多利亚线的控制室

眼看只要几个小时就会变硬的快硬混凝土盖住了重要的电线和开关,正在一步步僵硬,再不阻止的话整个控制室就会被埋住再也无法操作了。

就在这个时候,抢修的工人们冲到附近的便利店里,买来一袋袋的白色物质,然后倒入尚未变硬的水泥里不断搅拌。

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被混凝土淹了的伦敦地铁维多利亚线的控制室(左)和被淹之前(右)的对比。  图片来源:telegraph

加入了这种神奇的物质后,松了一口气的工人们可以像舀稀饭一样把水泥捞走,妈妈再也不怕我有借口上学迟到了。

这种在便利店就能买到的白色物质,就是白糖。许多世代住在水泥森林里的城里人不知道,白糖除了搅拌薯泥,还可以用来搅拌水泥,让水泥无法变硬。

白糖,也就是蔗糖是一种双糖,但它也是一种混凝土缓凝剂,有时会被用来控制水泥的凝固时间。

你可以清楚地看到,加入了糖以后,右边的水泥过了60分钟也没有变硬,而左边没有加糖的水泥已经硬化了,检测用的金属棍无法扎入——

只要少量白糖,就可以显著减缓水泥的僵硬时间。比如,加入0.04%的白糖就可以让需要1小时18分钟就能硬化的水泥的凝固时间延长一倍。

虽然市面上有商用的缓凝剂,但是白糖的价格比它们要亲民。在炎热的气候中,为了防止水泥过快变硬,工友们会用白糖充当缓凝剂,来减缓混凝土的凝固,这样可以防止硬得太快,为施工争取时间。

在施工的时候,有时工人还会在没有凝固的水泥表面喷糖水,然后再把表层冲掉,露出下面的石砾,制造出粗糙沧桑的哑光效果。

白糖更厉害的一点是,只要加过量,也就是加超过1%,水泥就可以变成一滩废泥,即使最后变干,也失去了抗压强度。因此,糖也常被叫做水泥终结者(cement destroyers)。

不少水泥搅拌车也会备有一袋白糖,防止遇到堵车等意外时水泥凝固的事件。一般约7千克的白糖就能让8立方米的水泥变成废物。当然,放了太多糖以后水泥就没用了,但是搅拌车能保住。

二战期间,法国抵抗运动人士就曾偷摸摸地在德国水泥中拌入白糖,给德军的军事建筑和稀泥。

而在1989年4月到6月期间,法国的反政府主义者曾经就用这招妨碍政府在法国南部的莱米勒等地修建监狱。他们用千分之一的比例(1吨水泥加1千克白糖)在水泥里混入白糖,使用来建造监狱的水泥变成了糊不上墙的烂泥。

那么,为什么白糖可以阻碍水泥变硬呢?

常见的波特兰水泥,也就是硅酸盐水泥的主要成分是石灰石、粘土、石膏、沙子。加入水后,混凝土就会发生水化反应,最终形成水化硅酸钙(C-S-H)。水化硅酸钙就是水泥力量的化身了。

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水泥本体——水化硅酸钙晶体

虽然在水泥研究和实操领域,白糖的缓凝剂作用可谓家喻户晓,但它的原理还没有被完全搞清楚。

对于白糖的作用,一般的理论解释是,白糖可以吸附水泥水化前的主要成分硅酸三钙(C3S)颗粒,消灭粒子表面的水化硅酸钙晶核,阻止水化硅酸钙,也就是水泥本体的形成。

除了白糖(蔗糖),棉子糖(一种常见三糖,存在于棉籽和甜菜中,由半乳糖、果糖和葡萄糖结合而成),就是让你吃豆后不停放屁的元凶的缓凝剂效果也很不错。但也有一些糖完全没用,比如 α–甲基葡萄糖苷。

总之,现在你应该知道在工地请工友喝奶茶和快乐水的时候要小心了吧。

女孩是水做的,男孩是泥做的,女孩和男孩在一起甜蜜蜜,就会变成废水泥。

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