警惕！上个世纪的许多混凝土结构正在崩溃

新南威尔士大学副讲师盖伊·库勒曼斯(Guy Keulemans)写道，我们应该专注于经受时间考验的建筑。

就其本身而言，混凝土是一种非常耐用的建筑材料。罗马宏伟的万神殿是世界上最大的非钢筋混凝土穹顶，经过将近1900年的发展，其状况极为优越。

然而，上个世纪的许多混凝土结构(桥梁，公路和建筑物)正在崩溃。本世纪之前建造的许多混凝土结构将在其终结之前被淘汰。

考虑到古代建筑的生存，这似乎很奇怪。关键的区别是隐藏在混凝土中的钢筋的现代用途，即钢筋。

钢主要由铁制成，铁不可改变的特性之一就是生锈。这以难以检测且修复成本高的方式破坏了混凝土结构的耐久性。

尽管维修是合理的做法，以保留20世纪标志性建筑的建筑遗产，例如由像Frank Floyd Wright这样的钢筋混凝土用户设计的建筑，但对于绝大多数建筑物而言，这是否负担得起还是令人怀疑。

作家罗伯特·库兰(Robert Courland)在他的《混凝土星球》一书中估计，仅在美国，混凝土基础设施的维修和重建费用将达到数万亿美元，并由后代承担。

在20世纪初期，混凝土行业积极，有时是不切实际的推动了这些品质，从而导致了它的广泛普及。

钢筋混凝土与更耐用的建筑技术(例如钢框架或传统的砖和砂浆)竞争。在世界范围内，它已经取代了对环境敏感的低碳选择，如泥砖和夯土，这些历史做法也可能更持久。

20世纪初的工程师认为钢筋混凝土结构将持续很长的时间-可能长达1000年。实际上，它们的寿命更像是50-100年，有时甚至更短。建筑法规和政策通常要求建筑物要生存数十年，但恶化可能仅需10年即可开始。

许多工程师和建筑师指出了钢和混凝土之间的天然亲和力：它们具有相似的热膨胀特性，而混凝土的碱度可以帮助抑制生锈。但是，仍然缺乏关于它们的综合品质的知识，例如，与阳光有关的温度变化方面的知识。

用于混凝土加固的许多替代材料，例如不锈钢，铝青铜和纤维聚合物复合材料，尚未得到广泛使用。普通钢加固的可承受性对开发人员具有吸引力。但是许多计划者和开发者没有考虑到维护，修理或更换的额外费用。

有一些可以解决钢腐蚀问题的技术，例如阴极保护，其中整个结构都与防锈电流相连。还有一些有趣的新方法可以通过电气或声学手段监测腐蚀。

另一选择是用防锈化合物处理混凝土，尽管这些可能有毒且不适用于建筑物。有几种新的无毒抑制剂，包括从竹子中提取的化合物和细菌衍生的“生物分子”。

然而，从根本上讲，这些发展都无法解决固有的问题，即将钢放入混凝土中会破坏其潜在的巨大耐久性。

重建的环境成本

这对地球有严重的影响。在汽车和燃煤电厂之后，混凝土是造成二氧化碳排放量第三大的因素。仅水泥制造业就占全球CO2排放量的5%。混凝土还占建筑和拆除废物的最大比例，约占所有垃圾填埋场废物的三分之一。

回收混凝土既困难又昂贵，降低其强度并可能催化化学反应，从而加速腐烂。世界需要减少其混凝土产量，但是如果不建造更长久的结构，这将是不可能的。

在最近的一篇论文中，我建议钢筋混凝土的广泛接受可能是一种传统的，占主导地位且最终具有破坏性的惰性物质观点的表达。但是钢筋混凝土并不是真正惰性的。

混凝土通常被认为是石头般的整体整体材料。实际上，它是由熟石灰石，黏土状材料和各种岩石或沙质骨料组成的复杂混合物。石灰石本身是由贝壳和珊瑚组成的沉积岩，其形成受许多生物，地质和气候因素的影响。

这意味着，混凝土结构，尽管具有石头般的表面质感，实际上是由被岩石磨碎的海洋生物的骨骼构成的。这些海洋生物的生存，死亡和形成石灰石需要数亿年的时间。这个时间尺度与当代建筑的寿命形成鲜明对比。

钢铁通常也被认为是惰性的和有弹性的。“铁器时代”之类的术语暗示着古老的耐用性，尽管“铁器时代”的人工制品相对较少，因为它们会生锈。如果可见建筑用钢，则可以对其进行维护-例如，当悉尼海港大桥反复涂漆和重新涂漆时。

但是，当嵌入混凝土中时，钢是隐藏的，但却是秘密活动的。水分通过成千上万的细小裂纹进入，从而产生电化学反应。钢筋的一端成为阳极，另一端成为阴极，形成一个“电池”，该电池为铁转化成铁锈提供了动力。铁锈可使钢筋膨胀至其尺寸的四倍，从而扩大裂缝并迫使混凝土在称为剥落的过程中破裂，剥落过程被广泛称为“混凝土癌”。

我建议我们需要改变思维方式，以将混凝土和钢材识别为充满活力的活性材料。这不是改变任何事实的情况，而是改变我们对这些事实的理解和行动的方向。避免浪费，污染和不必要的重建将需要超越纪律的时间思考，这对于建筑业尤其如此。

过去崩溃的文明向我们展示了短期思维的后果。

我们应该将重点放在经受时间考验的建筑上，以免最终导致笨拙，废弃的文物比复活节岛的雕像更不适合其原始用途。