每经编辑｜钟陶秀    

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水(shui)之辩(bian)证：钢筋的(de)“免(mian)费(fei)”进(jin)化论(lun)

在时(shi)间的洪流(liu)中，人(ren)类(lei)文明的(de)进程往往(wang)与材(cai)料的(de)演进(jin)息息(xi)相关。从石(shi)器时代的(de)粗粝，到青(qing)铜(tong)时(shi)代的璀璨，再(zai)到(dao)铁器时代(dai)的雄浑，每一(yi)次(ci)材(cai)料(liao)的革(ge)新都(dou)标志着(zhe)社会生产力和生活方式(shi)的飞跃。而今(jin)天，我们(men)正站在一个由(you)“钢(gang)”所(suo)定(ding)义的新(xin)时代前(qian)沿(yan)。但这次(ci)，“钢”不(bu)再是(shi)冰(bing)冷(leng)的钢(gang)铁巨兽，它正以一种(zhong)前所未有的姿(zi)态(tai)，拥(yong)抱“水”——这个(ge)看(kan)似与之(zhi)相(xiang)悖却(que)又蕴含(han)无限可(ke)能的元素。

想象(xiang)一(yi)下(xia)，在那些被水泽浸(jin)润的(de)土地上，在那(na)些潮湿(shi)的地(di)下(xia)空(kong)间，甚至在(zai)那些波涛(tao)汹涌(yong)的海域(yu)，我们所(suo)依赖(lai)的建筑结(jie)构，是否会(hui)因为(wei)水的侵蚀而(er)变(bian)得脆弱不(bu)堪？长久以(yi)来，水的存(cun)在，特(te)别是(shi)其高渗透(tou)性和(he)腐蚀(shi)性，一直(zhi)是建(jian)筑材料的一大“克(ke)星”。混(hun)凝(ning)土会因(yin)含水量(liang)过高而(er)强(qiang)度(du)下(xia)降，金属(shu)构(gou)件会因锈蚀(shi)而加速(su)老(lao)化，这(zhe)不(bu)仅增(zeng)加(jia)了工(gong)程的维护成本(ben)，更潜(qian)藏着安全(quan)隐患。

如果有(you)一种(zhong)钢(gang)筋，它(ta)不仅(jin)拥有超(chao)乎(hu)寻常(chang)的高(gao)强度，更能“免费”地、从容地(di)应对多水环(huan)境(jing)的(de)严峻考(kao)验，那(na)将是(shi)怎(zen)样(yang)一番(fan)颠覆性(xing)的(de)景象(xiang)？

我们(men)所说(shuo)的(de)“钢(gang)钢钢钢钢钠筋多水免(mian)费(fei)”，并非简单的(de)文字(zi)游戏，而(er)是对(dui)一种尖(jian)端材料特性(xing)的高度凝练(lian)和(he)未来(lai)展望。这(zhe)里(li)的“钢”，代(dai)表着(zhe)核(he)心(xin)的(de)金(jin)属骨架(jia)，是力(li)量的象征(zheng)；而“钠”字(zi)，则(ze)暗(an)示(shi)着(zhe)材料内(nei)部(bu)可(ke)能存在(zai)的(de)某种创新(xin)掺杂或改性技(ji)术，使其获得了(le)对(dui)水分的(de)“免疫(yi)力”。

“筋”字(zi)，则(ze)明确了(le)其在(zai)建(jian)筑结(jie)构中的应(ying)用形态(tai)，是支撑(cheng)与连接(jie)的(de)基(ji)石。“多(duo)水(shui)环境(jing)适(shi)用(yong)”，直指其(qi)核(he)心优(you)势，意(yi)味(wei)着它能(neng)够在潮(chao)湿、地下(xia)、沿海甚至水(shui)下等复杂环境中(zhong)保持卓(zhuo)越的性(xing)能。“免费提供”，更(geng)是(shi)一种(zhong)美好的(de)愿景(jing)，象(xiang)征着其成(cheng)本效益的(de)极(ji)大提升，使(shi)得高性能材料(liao)不再(zai)是遥不(bu)可(ke)及的(de)奢侈(chi)品，而是(shi)普(pu)惠大(da)众的基石(shi)。

这种(zhong)“免费(fei)”的(de)魅力，首先体现在(zai)其超(chao)长(zhang)的(de)使(shi)用(yong)寿(shou)命和极(ji)低的(de)维护成本(ben)上。传(chuan)统钢筋(jin)在(zai)多水(shui)环境(jing)下，会(hui)面(mian)临(lin)严重的电(dian)化学(xue)腐蚀，钢筋(jin)锈(xiu)蚀膨胀，破坏(huai)混凝(ning)土结(jie)构，最终导(dao)致(zhi)建(jian)筑物的(de)失效。而这(zhe)种(zhong)新型(xing)钢(gang)筋，通(tong)过(guo)其独特的分子(zi)结构设计(ji)或(huo)表面处理技(ji)术，极(ji)大地(di)降低了(le)其电化(hua)学活(huo)性，有(you)效阻(zu)止了锈蚀(shi)的发(fa)生。

这(zhe)意(yi)味(wei)着，一(yi)旦投入使用，它(ta)就(jiu)能在水环境(jing)中(zhong)“安(an)之若素”，提(ti)供(gong)长久稳(wen)定的(de)支撑(cheng)，省(sheng)去(qu)了(le)无(wu)数次(ci)的维修、更(geng)换以(yi)及因此带(dai)来的交通管(guan)制(zhi)、居民(min)疏(shu)散(san)等一(yi)系(xi)列(lie)的(de)连锁(suo)麻烦。这笔(bi)“看(kan)不见的”节(jie)省(sheng)，才(cai)是它(ta)真正(zheng)意义(yi)上的(de)“免费(fei)”。

它的(de)高强(qiang)度特(te)性(xing)，也为(wei)“免(mian)费”概(gai)念增(zeng)添了(le)另一层含(han)义。更(geng)高的(de)强度(du)意味(wei)着在(zai)满足(zu)相同(tong)承载要(yao)求的前(qian)提下，可(ke)以(yi)减(jian)少(shao)钢筋(jin)的(de)使(shi)用量(liang)，甚至(zhi)可以(yi)设(she)计出(chu)更(geng)纤细(xi)、更(geng)轻(qing)巧的(de)结构。这不仅节(jie)约了材料本身(shen)的(de)成(cheng)本，更(geng)降低(di)了建(jian)筑物(wu)的(de)自(zi)重(zhong)，减(jian)少(shao)了(le)对地基(ji)的压力(li)，从而可以设计(ji)更经(jing)济的地(di)基(ji)方案。

在(zai)某(mou)些情(qing)况下(xia)，这种(zhong)高强(qiang)度特(te)性甚至可以实(shi)现(xian)一些过(guo)去因(yin)材料(liao)限制而无法实现的(de)结构(gou)设计，例如更(geng)宽的跨(kua)度、更(geng)薄的墙(qiang)体，这(zhe)些(xie)都(dou)能在(zai)整体工(gong)程造(zao)价(jia)上(shang)实现可观的(de)节(jie)省(sheng)，使(shi)其(qi)在经济效益(yi)上显(xian)得“免(mian)费”且(qie)超(chao)值。

更(geng)进一步(bu)，“免费”也意味着(zhe)其(qi)对环境(jing)的“零负担”。高(gao)性能材(cai)料的设计(ji)，往往(wang)会考虑到材料(liao)的可持(chi)续性和可回收(shou)性。这种新型钢筋(jin)，如(ru)果(guo)在生(sheng)产过程中(zhong)采(cai)用了更清洁(jie)的工艺，并(bing)且(qie)在(zai)生命周(zhou)期(qi)结束(shu)后能够高效回(hui)收利(li)用，那(na)么它对(dui)环境的负面(mian)影响将降至最低。与那(na)些(xie)需要(yao)频繁更(geng)换、废(fei)弃(qi)后对(dui)环境造(zao)成(cheng)二(er)次污染的材(cai)料相(xiang)比(bi)，它无疑是一(yi)种(zhong)更(geng)负责任、更“免费”的选(xuan)择(ze)，为我们构建(jian)一个可持续发(fa)展的未(wei)来。

从(cong)地(di)下隧道、深(shen)基坑到港口(kou)码(ma)头、水(shui)下(xia)管(guan)道，从滨海(hai)高层建筑(zhu)到水库大(da)坝，这种(zhong)“钢(gang)钢钢(gang)钢钢(gang)钠筋多水(shui)免费”的材(cai)料，正(zheng)悄(qiao)然描绘(hui)着(zhe)未来建(jian)筑的(de)新蓝图。它不(bu)再(zai)是简单的(de)建筑构件(jian)，而(er)是智慧、韧性与可持续(xu)性(xing)的化身，为(wei)人(ren)类在多(duo)水环境(jing)中(zhong)建造更安全、更经(jing)济(ji)、更美好(hao)的家(jia)园，打(da)开了一(yi)扇通往“免费(fei)”未来(lai)的大门(men)。

破(po)界新(xin)生：让(rang)“无水”的硬核(he)，拥(yong)抱“有水”的(de)挑战(zhan)

当我们(men)将(jiang)目光(guang)聚焦(jiao)在“钢钢(gang)钢钢钢(gang)钠筋(jin)多水(shui)免费(fei)”这一概念的核(he)心时，我们(men)看到(dao)的是一(yi)场材料(liao)科(ke)学的深(shen)刻(ke)变(bian)革，是(shi)硬(ying)核科技(ji)如(ru)何(he)以一(yi)种近乎“魔(mo)法”的方式(shi)，解决现实(shi)世界(jie)中长期(qi)存在的(de)工程难题(ti)。所谓(wei)的“免(mian)费(fei)”，并(bing)非凭(ping)空而(er)来，而(er)是建立在对材料本(ben)质的(de)深(shen)刻理解和对应用(yong)场景(jing)的精准洞察之(zhi)上(shang)。

这是一种“化(hua)繁(fan)为简”，是一种(zhong)“以柔(rou)克刚”的智(zhi)慧体(ti)现(xian)。

让我们(men)深入(ru)剖析，究竟(jing)是什(shen)么让这种(zhong)高(gao)强度(du)钢(gang)筋获(huo)得了在多(duo)水环(huan)境(jing)中(zhong)“免费(fei)”遨游(you)的本领。是其(qi)材(cai)料本身的“硬核(he)”基因(yin)——高强(qiang)度。这(zhe)通常意味着在(zai)材料(liao)的冶(ye)炼和(he)加工过程中，采(cai)用了更(geng)先进的合金(jin)配方和热(re)处(chu)理工(gong)艺(yi)。例(li)如(ru)，通过精确(que)控制碳、硅、锰(meng)、铬等元(yuan)素的(de)含(han)量，并结(jie)合特定的(de)轧制(zhi)和调(diao)质(zhi)过(guo)程(cheng)，可(ke)以获(huo)得远(yuan)超普(pu)通钢(gang)筋(jin)的屈服(fu)强(qiang)度(du)和(he)抗拉强度(du)。

这(zhe)意味着，即(ji)使(shi)在(zai)承受(shou)巨(ju)大的荷载时，它也(ye)能保(bao)持变形极(ji)小，提(ti)供(gong)稳固的(de)支撑(cheng)。这本(ben)身就(jiu)是一(yi)种“省料”的(de)体现，因为(wei)可(ke)以(yi)用更少(shao)的(de)钢筋(jin)实现(xian)同样的结(jie)构强(qiang)度(du)，从而降(jiang)低了整(zheng)体(ti)的(de)材料消耗和(he)成本(ben)。

但高强度(du)只是(shi)第一步(bu)，真正的(de)“免费”在于它(ta)对(dui)“水”的“免疫力”。多水(shui)环境，尤其是(shi)含有(you)氯(lv)离子、硫酸根(gen)离子的(de)海(hai)水(shui)或工业废(fei)水(shui)，对(dui)传(chuan)统钢筋而言是(shi)“催(cui)命(ming)符”。它(ta)们会(hui)穿(chuan)透混凝(ning)土的(de)微孔，到(dao)达(da)钢筋表(biao)面(mian)，引发(fa)电化学(xue)腐(fu)蚀(shi)，生成膨胀性的氧化(hua)铁(tie)，最(zui)终导致(zhi)钢筋锈(xiu)蚀(shi)、混凝(ning)土开(kai)裂(lie)，建(jian)筑结(jie)构(gou)安(an)全(quan)受(shou)到(dao)严(yan)重威(wei)胁。

而“钢钢(gang)钢钢(gang)筋(jin)多水(shui)免(mian)费”的(de)关键，就在(zai)于其(qi)材料(liao)内部(bu)可能(neng)引入了(le)特(te)殊的(de)“守(shou)护者”。

一种可(ke)能(neng)的解决(jue)方(fang)案是，在(zai)钢筋(jin)的成分(fen)中(zhong)加入(ru)了特殊的耐蚀元素，比如铬、镍、钼等(deng)，形(xing)成“不锈(xiu)钢(gang)”或(huo)“双相不锈(xiu)钢(gang)”家族的特性(xing)，但又在(zai)保(bao)持高(gao)强度(du)的显著降(jiang)低了成本。另(ling)一(yi)种(zhong)更具想(xiang)象力(li)的(de)方(fang)式，可(ke)能是(shi)在钢(gang)筋(jin)表(biao)面形(xing)成一层致(zhi)密(mi)的、惰性的保护层(ceng)。这层(ceng)保护(hu)层，可(ke)能是(shi)通(tong)过(guo)特殊的物理(li)气相沉(chen)积（PVD）、化学气相(xiang)沉(chen)积（CVD）技(ji)术(shu)，或者是(shi)在(zai)高(gao)温下进行的包覆处理，形(xing)成一(yi)层(ceng)坚(jian)不(bu)可摧的“纳米铠甲”。

这层(ceng)铠甲(jia)，不(bu)仅(jin)能(neng)够(gou)物(wu)理隔(ge)绝(jue)水分和腐蚀(shi)性(xing)离子的侵(qin)入，更可能具(ju)备(bei)自修复(fu)的特(te)性，即使(shi)出现微(wei)小的划(hua)痕，也能迅速“愈(yu)合(he)”，持续(xu)发(fa)挥保护作(zuo)用(yong)。

更(geng)有趣(qu)的(de)是，“免(mian)费(fei)”的理念还(hai)可以延(yan)伸(shen)到(dao)其生产和应(ying)用过(guo)程(cheng)。如果这(zhe)种新(xin)型(xing)钢筋的生产工艺能够(gou)大(da)幅度(du)降低能(neng)耗，减少(shao)废料排(pai)放，甚(shen)至(zhi)能够利(li)用工(gong)业副产品(pin)作为(wei)原料(liao)，那么(me)其“环(huan)境成(cheng)本(ben)”也(ye)会大大降(jiang)低，这(zhe)在广(guang)义(yi)上(shang)也(ye)属(shu)于(yu)一种“免费”。而(er)在应用(yong)端，由于(yu)其优异的(de)性能(neng)，施工的便(bian)捷性(xing)也会随之(zhi)提升(sheng)。

例如，高强度意(yi)味着可(ke)以预(yu)制(zhi)更(geng)长的(de)构件，减(jian)少现场焊(han)接的工作量；而良(liang)好(hao)的韧性(xing)则(ze)能提(ti)高其抗(kang)震(zhen)性(xing)能，为建(jian)筑安(an)全增添一份保障。这(zhe)些隐性(xing)的(de)“省时”、“省力(li)”、“省心(xin)”，最终都汇聚成(cheng)其(qi)“免(mian)费”的价值。

设想(xiang)一下，在未(wei)来的(de)城(cheng)市(shi)地下交(jiao)通(tong)网(wang)络中(zhong)，在(zai)沿海(hai)地(di)区(qu)的防波堤和(he)海(hai)上钻(zuan)井平台，在(zai)水下博物(wu)馆和深海实(shi)验(yan)室，这(zhe)种“钢(gang)钢钢(gang)钢钢钠筋(jin)多水免费(fei)”的材料将扮演怎(zen)样(yang)的角(jiao)色？它将(jiang)使得曾(ceng)经难以逾(yu)越的(de)水下(xia)建设门槛变得触手(shou)可及(ji)。过去，由于材料(liao)的局限性和高(gao)昂(ang)的(de)维(wei)护(hu)成本(ben)，许多水下(xia)工(gong)程(cheng)不得(de)不望(wang)而却(que)步(bu)。

而现(xian)在(zai)，有了(le)它，我(wo)们可以建(jian)造更深(shen)邃的地(di)下停车(che)场，更壮(zhuang)观的海底(di)隧道(dao)，更稳(wen)定的(de)海上(shang)城市(shi)。它将极(ji)大(da)地扩展(zhan)人类活(huo)动的(de)边界，让我(wo)们在水与陆地(di)之(zhi)间(jian)，自由穿梭(suo)，无所(suo)畏惧(ju)。

“免费(fei)”的承诺，更是一(yi)种对未(wei)来的承(cheng)诺——对更(geng)可(ke)持(chi)续(xu)、更韧性、更具活(huo)力的(de)文明的承诺。当(dang)高强(qiang)度钢(gang)筋不(bu)再(zai)是受水(shui)的威(wei)胁而需要(yao)付出高(gao)昂的代(dai)价，当它(ta)们能(neng)够(gou)在(zai)最严酷(ku)的水环境中，如同“免(mian)费”的(de)守护神一(yi)般(ban)，默默地支(zhi)撑(cheng)起我们的世界(jie)，那将(jiang)是何(he)等的壮丽景(jing)象(xiang)。它(ta)预(yu)示着，我(wo)们(men)正迈(mai)向(xiang)一个材料科(ke)学更(geng)加(jia)智(zhi)能、工(gong)程建(jian)设更加经(jing)济(ji)、人(ren)类(lei)社会(hui)更加(jia)自(zi)由(you)的新纪(ji)元。

这(zhe)不(bu)仅仅是(shi)钢筋(jin)的进(jin)化(hua)，更(geng)是(shi)我们与(yu)自然(ran)和(he)谐共处、探索(suo)未知(zhi)疆域的(de)全(quan)新篇章(zhang)。

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图片来源：每经记者 钟峥嵘 摄

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