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新南威爾士大學(xué)副講師蓋伊·庫(kù)勒曼斯(Guy Keulemans)寫(xiě)道，我們應(yīng)該專注于經(jīng)受時(shí)間考驗(yàn)的建筑。就其本身而言，混凝土是一種非常耐用的建筑材料。羅馬宏偉的萬(wàn)神殿是世界上最大的非鋼筋混凝土穹頂，經(jīng)過(guò)將近1900年的發(fā)展，其狀況極為優(yōu)越。然而，上個(gè)世紀(jì)的許多混凝土結(jié)構(gòu)(橋梁，公路和建筑物)正在崩潰。本世紀(jì)之前建造的許多混凝土結(jié)構(gòu)將在其終結(jié)之前被淘汰。考慮到古代建筑的生存，這似乎很奇怪。關(guān)鍵的區(qū)別是隱藏在混凝土中的鋼筋的現(xiàn)代用途，即鋼筋。
鋼主要由鐵制成，鐵不可改變的特性之一就是生銹。這以難以檢測(cè)且修復(fù)成本高的方式破壞了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。盡管維修是合理的做法，以保留20世紀(jì)標(biāo)志性建筑的建筑遺產(chǎn)，例如由像Frank Floyd Wright這樣的鋼筋土混凝土用戶設(shè)計(jì)的建筑，但對(duì)于絕大多數(shù)建筑物而言，這是否負(fù)擔(dān)得起還是令人懷疑。作家羅伯特·庫(kù)蘭(Robert Courland)在他的《混凝土星球》一書(shū)中估計(jì)，僅在美國(guó)，混凝土基礎(chǔ)設(shè)施的維修和重建費(fèi)用將達(dá)到數(shù)萬(wàn)億美元，并由后代承擔(dān)。
在20世紀(jì)初期，混凝土行業(yè)積極，有時(shí)是不切實(shí)際的推動(dòng)了這些品質(zhì)，從而導(dǎo)致了它的廣泛普及。鋼筋混凝土與更耐用的建筑技術(shù)(例如鋼框架或傳統(tǒng)的磚和砂漿)競(jìng)爭(zhēng)。在世界范圍內(nèi)，它已經(jīng)取代了對(duì)環(huán)境敏感的低碳選擇，如泥磚和夯土，這些歷史做法也可能更持久。20世紀(jì)初的工程師認(rèn)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)將持續(xù)很長(zhǎng)的時(shí)間-可能長(zhǎng)達(dá)1000年。實(shí)際上，它們的壽命更像是50-100年，有時(shí)甚至更短。建筑法規(guī)和政策通常要求建筑物要生存數(shù)十年，但惡化可能僅需10年即可開(kāi)始。許多工程師和建筑師指出了鋼和混凝土之間的天然親和力：它們具有相似的熱膨脹特性，而混凝土的堿度可以幫助抑制生銹。但是，仍然缺乏關(guān)于它們的綜合品質(zhì)的知識(shí)，例如，與陽(yáng)光有關(guān)的溫度變化方面的知識(shí)。
用于混凝土加固的許多替代材料，例如不銹鋼，鋁青銅和纖維聚合物復(fù)合材料，尚未得到廣泛使用。普通鋼加固的可承受性對(duì)開(kāi)發(fā)人員具有吸引力。但是許多計(jì)劃者和開(kāi)發(fā)者沒(méi)有考慮到維護(hù)，修理或更換的額外費(fèi)用。有一些可以解決鋼腐蝕問(wèn)題的技術(shù)，例如陰極保護(hù)，其中整個(gè)結(jié)構(gòu)都與防銹電流相連。還有一些有趣的新方法可以通過(guò)電氣或聲學(xué)手段監(jiān)測(cè)腐蝕。另一選擇是用防銹化合物處理混凝土，盡管這些可能有毒且不適用于建筑物。有幾種新的無(wú)毒抑制劑，包括從竹子中提取的化合物和細(xì)菌衍生的“生物分子”。然而，從根本上講，這些發(fā)展都無(wú)法解決固有的問(wèn)題，即將鋼放入混凝土中會(huì)破壞其潛在的巨大耐久性。
如果對(duì)這些混凝土建筑進(jìn)行重建，這將對(duì)地球有嚴(yán)重的影響。在汽車(chē)和燃煤電廠之后，混凝土是造成二氧化碳排放量第三大的因素。僅水泥制造業(yè)就占全球CO2排放量的5%。混凝土還占建筑和拆除廢物的最大比例，約占所有垃圾填埋場(chǎng)廢物的三分之一。回收混凝土既困難又昂貴，降低其強(qiáng)度并可能催化化學(xué)反應(yīng)，從而加速腐爛。世界需要減少其混凝土產(chǎn)量，但是如果不建造更長(zhǎng)久的結(jié)構(gòu)，這將是不可能的。
在最近的一篇論文中，我建議鋼筋混凝土的廣泛接受可能是一種傳統(tǒng)的，占主導(dǎo)地位且最終具有破壞性的惰性物質(zhì)觀點(diǎn)的表達(dá)。但是鋼筋混凝土并不是真正惰性的。混凝土通常被認(rèn)為是石頭般的整體整體材料。實(shí)際上，它是由熟石灰石，黏土狀材料和各種巖石或沙質(zhì)骨料組成的復(fù)雜混合物。石灰石本身是由貝殼和珊瑚組成的沉積巖，其形成受許多生物，地質(zhì)和氣候因素的影響。這意味著，混凝土結(jié)構(gòu)，盡管具有石頭般的表面質(zhì)感，實(shí)際上是由被巖石磨碎的海洋生物的骨骼構(gòu)成的。這些海洋生物的生存，死亡和形成石灰石需要數(shù)億年的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間尺度與當(dāng)代建筑的壽命形成鮮明對(duì)比。鋼鐵通常也被認(rèn)為是惰性的和有彈性的。“鐵器時(shí)代”之類的術(shù)語(yǔ)暗示著古老的耐用性，盡管“鐵器時(shí)代”的人工制品相對(duì)較少，因?yàn)樗鼈儠?huì)生銹。如果可見(jiàn)建筑用鋼，則可以對(duì)其進(jìn)行維護(hù)-例如，當(dāng)悉尼海港大橋反復(fù)涂漆和重新涂漆時(shí)。但是，當(dāng)嵌入混凝土中時(shí)，鋼是隱藏的，但卻是秘密活動(dòng)的。水分通過(guò)成千上萬(wàn)的細(xì)小裂紋進(jìn)入，從而產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。鋼筋的一端成為陽(yáng)極，另一端成為陰極，形成一個(gè)“電池”，該電池為鐵轉(zhuǎn)化成鐵銹提供了動(dòng)力。鐵銹可使鋼筋膨脹至其尺寸的四倍，從而擴(kuò)大裂縫并迫使混凝土在稱為剝落的過(guò)程中破裂，剝落過(guò)程被廣泛稱為“混凝土癌”。
我建議我們需要改變思維方式，以將混凝土和鋼材識(shí)別為充滿活力的活性材料。這不是改變?nèi)魏问聦?shí)的情況，而是改變我們對(duì)這些事實(shí)的理解和行動(dòng)的方向。避免浪費(fèi)，污染和不必要的重建將需要超越紀(jì)律的時(shí)間思考，這對(duì)于建筑業(yè)尤其如此。過(guò)去崩潰的文明向我們展示了短期思維的后果。我們應(yīng)該將重點(diǎn)放在經(jīng)受時(shí)間考驗(yàn)的建筑上，以免最終導(dǎo)致笨拙，廢棄的文物比復(fù)活節(jié)島的雕像更不適合其原始用途。
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