探鏽止鏽：亞琛工大助杭州灣大橋站穩百年

長36公里的杭州灣大橋是中國最長的跨海大橋，它把上海和寧波之間的交通距離縮短了120公里。這座大橋用了許多先進技術，其中包括一種高科技探頭。橋墩混凝土中的鋼筋一旦生鏽，這些小東西就可以及時探出。這種探頭是德國亞琛工大米歇爾‧勞帕赫（Michael Raupach）教授當年在做博士論文的過程中發明的。任教後，他進一步完善著他的這一發明。他解釋道，為什麼中國最長的橋樑需要這種探頭：「鋼筋混凝土一方面由混凝土組成，這東西可以承受很大的壓力，但是受不了拉力，在拉的情況下，它就斷裂了。為了讓它不至於斷裂，就要把鋼筋埋在裡面。」

亞琛探頭杭州建奇功

但眾所周知，鋼是會生鏽的，尤其是在與鹽接觸的情況下。而造價達14億美元的杭州灣大橋的橋墩都是立在海水裡的。勞帕赫教授介紹道，海水含有大量的鹽份，而這些鹽份會滲透混凝土，使鋼筋生鏽。然後就會出現裂縫，當然就會造成大問題。

這座巨大的橋樑規定使用壽命為100年。如果只有50年壽命，從經濟上看就得不償失了。所以設計師們在設計時就考慮了，在100年裡發生什麼問題。問題之一就是混凝土裡的鋼筋會生鏽。寧波大學一名教授曾經在德國讀書，知道亞琛工大有這麼一個鐵鏽預警器項目。他與勞帕赫教授取得了聯繫，於是這些探頭就去了中國。德國工程師組成員約爾格‧哈爾尼施（Joerg Harnisch）這樣介紹這些探頭的作用方式。他說：「這些探頭利用生鏽過程的電子化學特性。這麼說吧，通過電流的幫助，人們可以得知鐵裡面的鏽是怎麼個情況。每一個因鏽而解體的部分都與一定的電流量相應，而這個電流量是可以測量出來的。這個探頭的工作原則就是這樣。」

德中合作百年大計

勞帕赫教授介紹道，他們把這些探頭安裝在杭州灣大橋橋墩的下部，即橋墩沒在海水下面的部分，從探頭那裡有一根電纜通往橋墩的中空部分，橋墩的中空部分人是可以下去的，那裡的壁上安著測量盒。他們每年測量一至二次。這就足夠了。

探頭只有半個電腦鍵盤大，本身不需要電源。一旦鋼鐵生鏽，就會釋放出能量，這能量即為探頭所用。如果從外部外部引入電源，這些探頭就無法用100年。所有的元件的長期可用性都是要考慮到的，比如電纜是用特氟隆包起來的。勞帕赫教授解釋道。他說：「特氟隆是一種實際上不會老化的塑料，可以經受住所有化學物質的腐蝕。」

亞琛工大的專家們認為，杭州灣大橋在最近幾年裡不會出現危險的生鏽現象。如果發生生鏽現象，亞琛工大和寧波大學的科學家們可以在網路上聯繫通報。在生鏽的情況下，亞琛工大的專家們也有對付辦法：他們將從外部把準確定量的電流導入混凝土內，準確地導至生鏽的地方。這一電流雖然不能消除已生出的鏽，但可以阻止鏽的蔓延，也就是說，阻止腐蝕的電子化學過程。在這個領域裡，亞琛工大的科學家們也是專家，受到全世界的重視。

作者：Ingo Wagner / 平心

責編：李京慧