探锈止锈：亚琛工大助杭州湾大桥站稳百年

长36公里的杭州湾大桥是中国最长的跨海大桥，它把上海和宁波之间的交通距离缩短了120公里。这座大桥用了许多先进技术，其中包括一种高科技探头。桥墩混凝土中的钢筋一旦生锈，这些小东西就可以及时探出。这种探头是德国亚琛工大米歇尔·劳帕赫（Michael Raupach）教授当年在做博士论文的过程中发明的。任教后，他进一步完善着他的这一发明。他解释道，为什么中国最长的桥梁需要这种探头：“钢筋混凝土一方面由混凝土组成，这东西可以承受很大的压力，但是受不了拉力，在拉的情况下，它就断裂了。为了让它不至于断裂，就要把钢筋埋在里面。”

亚琛探头杭州建奇功

但众所周知，钢是会生锈的，尤其是在与盐接触的情况下。而造价达14亿美元的杭州湾大桥的桥墩都是立在海水里的。劳帕赫教授介绍道，海水含有大量的盐份，而这些盐份会渗透混凝土，使钢筋生锈。然后就会出现裂缝，当然就会造成大问题。

这座巨大的桥梁规定使用寿命为100年。如果只有50年寿命，从经济上看就得不偿失了。所以设计师们在设计时就考虑了，在100年里发生什么问题。问题之一就是混凝土里的钢筋会生锈。宁波大学一名教授曾经在德国读书，知道亚琛工大有这么一个铁锈预警器项目。他与劳帕赫教授取得了联系，于是这些探头就去了中国。德国工程师组成员约尔格·哈尔尼施（Joerg Harnisch）这样介绍这些探头的作用方式。他说：“这些探头利用生锈过程的电子化学特性。这么说吧，通过电流的帮助，人们可以得知铁里面的锈是怎么个情况。每一个因锈而解体的部分都与一定的电流量相应，而这个电流量是可以测量出来的。这个探头的工作原则就是这样。”

德中合作百年大计

劳帕赫教授介绍道，他们把这些探头安装在杭州湾大桥桥墩的下部，即桥墩没在海水下面的部分，从探头那里有一根电缆通往桥墩的中空部分，桥墩的中空部分人是可以下去的，那里的壁上安着测量盒。他们每年测量一至二次。这就足够了。

探头只有半个电脑键盘大，本身不需要电源。一旦钢铁生锈，就会释放出能量，这能量即为探头所用。如果从外部外部引入电源，这些探头就无法用100年。所有的元件的长期可用性都是要考虑到的，比如电缆是用特氟隆包起来的。劳帕赫教授解释道。他说：“特氟隆是一种实际上不会老化的塑料，可以经受住所有化学物质的腐蚀。”

亚琛工大的专家们认为，杭州湾大桥在最近几年里不会出现危险的生锈现象。如果发生生锈现象，亚琛工大和宁波大学的科学家们可以在互联网上联系通报。在生锈的情况下，亚琛工大的专家们也有对付办法：他们将从外部把准确定量的电流导入混凝土内，准确地导至生锈的地方。这一电流虽然不能消除已生出的锈，但可以阻止锈的蔓延，也就是说，阻止腐蚀的电子化学过程。在这个领域里，亚琛工大的科学家们也是专家，受到全世界的重视。

作者：Ingo Wagner / 平心

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