十几年了，三峡大坝稳固如新，其中有什么奥秘？

当今世界上最大的水力发电工程是什么？当然就是三峡水电站，而其主体工程就是我们所熟知的三峡大坝了。

自2006年5月20日三峡大坝全线竣工至今，已经有十多个年头了，三峡大坝却没有开裂，这是怎么做到的呢？如果你对于水利工程的修筑并没有太多的了解，那么一定会认为大坝没有开裂不是一件很正常的事情吗，如果开裂了不就说明存在质量问题吗？并不是这样的，水坝开裂实际上是非常常见的，甚至以前在水利工程领域一直流传着这样的一句话，那就是“无坝不裂”。水坝出现裂缝是很正常的，但这些裂缝却并不是“人畜无害”的，久而久之这些裂缝会对大坝的整体结构产生影响，严重者甚至可能导致整座大坝的毁塌。

既然是“无坝不裂”，那么为什么三峡大坝就没有开裂呢？这还要从水坝开裂的原因说起。

水坝是如何建造而成的？一看就知道，是采用混凝土浇筑技术。混凝土这个东西一听名字就知道不是一种单一物质，它是由很多物质掺和而成的。简单来讲，混凝土可以分为两部分物质，一部分被称为“凝胶材料”，另一部分被称为“集料”，所谓混凝土，就是通过凝胶材料将集料结合成一个整体，从而形成一种复合材料。一般而言，常见的混凝土所使用的凝胶材料就是我们所熟悉的水泥，而集料则主要是沙石。

混凝土的集料沙石同样也不是单一物质，其中包括了二氧化硅、氧化钙在内的诸多物质。

在使用混凝土进行浇筑的时候，其会有一个逐渐硬化的过程，而这种硬化的过程实际上是一种化学反应，而且在反应的过程中还会释放出大量的热。混凝土中含有大量不同的物质，这些物质在硬化的过程中，其性质会发生不同的变化，而随着硬化过程的放热，又会发生不同程度的“热胀”现象。当混凝土硬化成型停止放热，又会因与空气的接触而逐渐冷却，此时又会发生“冷缩”现象，由于构成混凝土的各种物质的性质已经在反应过程中发生了变化，所以在冷缩之后并不能恢复到原有的状态。

构成混凝土的各种物质在热胀之前和冷缩之后的状态并不相同，这就导致了一个问题，那就是硬化后的混凝土内部拉应力无法实现平衡。

我们都知道硬化以后的混凝土是非常坚硬的，的确，它有着很好的抗压能力，但很多人不知道的是硬化后的混凝土抗拉能力很弱，简言之，混凝土是一个扛得住压，却禁不住拉的东西。正是因为如此，硬化之后的混凝土就很容易出现裂缝。怎么解决这一问题呢？最直接的办法就是设法把混凝土硬化过程中所产生的热量尽快置换出去，最大限度减低“热胀”，在实际施工过程中主要采用的方法有两类，一类是在搅拌混凝土的过程中不断添加冰块物理降温，另一类则是在混凝土中铺设水管，通过冷水循环带走热量。

不过这些方法对于一些相对规模较小的工程还可以，对于三峡大坝这种大型工程就不太适用了，不仅施工成本过于高昂，而且若是采用铺设水管的方法还很容易导致水管周围产生贯穿性裂缝，所以必须另想办法。

既然不能将硬化过程所释放的热量尽快置换出去，那么就只能尽量减少热量的释放了，这可能吗？可能。混凝土的放热多少主要是由水泥所决定的，也就是说如果能够减少水泥的用量，那么混凝土的放热也就能相应减少，这就涉及到改变混凝土的材料配比了。

煤粉在1400℃左右的炉膛内悬浮燃烧会生成一种直径在100微米以下的颗粒物，这种颗粒物的主要成分是二氧化硅、氧化铝以及氧化铁等，我们将这种混合物质称之为“粉煤灰”。

这种物质虽然是一种工业废料，但如果将其添加到混凝土之中就能够很好地降低水泥在混凝土中的用量，水泥的用量减少了，大坝自然也就不容易开裂了。所以三峡大坝的建造过程大量使用了添加粉煤灰的“热水泥”，而为了保证供应，当时国内数十家电厂都成为了三峡大坝的粉煤灰供应商，而三峡大坝的建造每个月就要消耗万吨以上的粉煤灰，正是因为有了全国上下的通力合作，才保证了三峡大坝在建成后十余年仍然没有出现开裂。

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