法刊文章：水泥建筑也会得“癌症”

【法国《科学与生活》月刊文章】题：水泥建筑也会得“癌症”
近４０年来，用水泥和钢筋等材料建成的高速公路、桥梁、停车场、摩天大楼、水坝、核电站等像雨后春笋般地在世界城乡发展起来。这种钢筋混凝土的承压能力是旧有建筑材料承压能力的３倍。这样看来，似乎没有任何东西能影响它的前途了，然而事实并非如此。一些疾病正在侵蚀这些水泥建筑。对于这些疾病，人们可以称之为“碱化反应”、“磷酸盐侵蚀”或者就简单地称之为“锈蚀”。
这些疾病的第一批症状——开裂和流黄水——于４０年代首先在美国发现，于是美国开始对一些被感染的水泥建筑进行了跟踪研究，发现现在１０％的道路需要修补和重建。有人甚至认为美国４０％的高速公路已处于安全系数以下，“２３万至５７万座桥梁存在着结构上的问题或者已不能再使用”。
法国的情况又怎样呢？第一次发现水坝存在问题是在７０年代末。１０年之后才又发现不少桥梁也有同样的毛病。１９８８年１１月，法国公路管理局要求各省关注这一越来越严重的问题，然而由于管理的分散而很难了解具体的损失究竟有多大。
法国电信技术及转换设备发展合营公司的工程师让—皮埃尔·布丹说：“有一点是可以肯定的，这就是从９０％的情况来看，这些建筑的恶化都是由于包藏在水泥里的钢筋不断锈蚀而引起的。”他还说：“这种锈蚀首先从建筑物表面的一些微小裂缝处开始，然后由表及里地发展，裂缝慢慢扩大，渗出褐色的铁锈，水泥与钢筋开始脱离，逐渐露出被腐蚀的直径越来越小的钢筋。”原来，水泥建筑里的钢筋骨架是进行电子化学反应的场所。这种反应把铁变成了氢氧化铁，也就是人们通常所说的铁锈。铁锈的体积比铁本身要大出６至８倍，所以在进行这种化学反应时产生的膨胀力就能导致混凝土碎裂。这种现象曾长期被人们忽视。
钢筋混凝土所患的这些疾病的病源，要归罪于组成混凝土的那些材料的化学特性。人们知道要组成钢筋混凝土就需要水泥、沙石和水等，这些东西混合在一起凝固之后就形成了一种多孔的材料，就像一块布满了错综复杂的微小孔道的海绵一样。在形成混凝土时离不开水，而在这之后水就成了它最可怕的敌人了。水能在混凝土中同很多化学物质起反应，结果是随着老化使某些混凝土从碱性变成了酸性，从而导致钢筋生锈，结构变质。
另一个病症就是碱化反应现象，这是沙石中的二氧化硅同水泥中的碱（氧化钠、氧化钾等）之间的反应。这种反应使水泥和沙石接触的地方出现鼓胀和开裂，而水在其中也起了很重要的作用。这种现象一般在水坝中见得比较多，“因为这些建筑总和水接触”。
此外，反复的结冰和解冻以及硫酸盐化反应（特别是海水中含硫酸盐比较多）也能影响钢筋混凝土建筑的坚固性。专家们所说的这种“水泥建筑的癌症”，已导致法国政府拆除了４座处于危险状态的桥梁。
糟糕的是如同１９９２年７月在伦敦召开的一次科学家会议所说的那样，“到目前为止还没有对付这些化学反应的好办法”。然而，世界各国在拯救患病的水泥建筑方面仍然进行了各种尝试。