都知道咱們中國(guó)是基建狂魔,海洋里也沒少折騰!碼頭、鉆井平臺(tái)、跨海大橋、海上風(fēng)電光伏...這些大家伙立在海里,全靠一種基礎(chǔ)材料撐場(chǎng)面——混凝土。
但海水這東西,腐蝕性實(shí)在太大!里面的氯離子跟鋼筋那是死對(duì)頭,鉆進(jìn)去就得腐蝕。時(shí)間一長(zhǎng),橋墩鋼筋爛了,后果不堪設(shè)想!
看看美國(guó)舊金山的San Mateo-Hayward跨海大橋,不到20年,鋼筋就腐蝕得一塌糊涂,修起來那叫一個(gè)燒錢。
咱們的港珠澳大橋,設(shè)計(jì)壽命120年,沒點(diǎn)真本事可不行!它用的防腐大招。
主要倆:一是給鋼筋涂防腐層,二是“找替死鬼”。這替死鬼嘛,就是用鋁、鋅、鎂這些更活潑的金屬吸引氯離子火力,讓鋼筋躲過一劫。
但是!幾個(gè)來自哈爾濱工程大學(xué)的學(xué)生(我賭里面絕對(duì)有吃貨!),居然搞出了個(gè)更神神操作:用牡蠣來防腐!
這個(gè)學(xué)校有個(gè)混凝土俱樂部,里面幾位成員組了個(gè)科創(chuàng)團(tuán)隊(duì)。2017年,他們跟著老師去青島考察沿海工程,一眼就盯上了鋼筋腐蝕這塊硬骨頭。
有問題就解決,搞科研的都這脾氣!結(jié)果你猜怎么著?他們發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)滿了牡蠣的混凝土,鋼筋居然很少腐蝕。于是大膽猜測(cè):這牡蠣能防腐?
團(tuán)隊(duì)二話不說,趕緊取樣帶回實(shí)驗(yàn)室研究。
實(shí)驗(yàn)一做,結(jié)果讓人真爽。被牡蠣附著的混凝土,抗腐蝕能力直接飆升3倍! 團(tuán)隊(duì)一拍腦袋:咱搞種涂料,把牡蠣勾引過來當(dāng)保鏢!
聽起來簡(jiǎn)單?忽悠牡蠣可不容易! 團(tuán)隊(duì)6個(gè)人,在海邊扎了3個(gè)月,就為了搞明白牡蠣幼蟲喜歡啥口味的水泥。想想那場(chǎng)景:前不著村后不著店的海邊,午飯都得愁!(說笑歸說笑,研究是真難)。
忽悠牡蠣上當(dāng)?換你當(dāng)牡蠣,你樂意被塊水泥騙過去安家?但這幫人還真搞成了!三年反復(fù)折騰,整出了全球首創(chuàng)的“牡蠣誘導(dǎo)涂料”,被專家稱為顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知的黑科技!
不過,我這吃貨的好奇心實(shí)在按捺不住:到底是誰最先冒出這天才想法的?仔細(xì)扒拉新聞一看,線索指向一位叫呂建福的老師。誒?這位老師咋就盯上牡蠣了呢?
再一深挖,好家伙!原來這“牡蠣造橋術(shù)”,老祖宗幾百年前就玩溜了!
比如北宋泉州洛陽橋,就是海鮮防彈衣的千年實(shí)戰(zhàn)。
北宋時(shí)期,福建泉州太守蔡襄主持修建的洛陽橋(834米跨海石橋),直接給橋基“種牡蠣”,美其名曰“種蠣固基法”。為了防止饞嘴的百姓偷挖牡蠣破壞橋基,蔡襄甚至下狠令:抓一只牡蠣就判兩年!
這操作有多硬核?
牡蠣分泌能“生物水泥”:牡蠣外殼主要成分是碳酸鈣(CaCO?),其分泌物像天然膠水,能把碎石縫隙填滿,形成致密保護(hù)層。
牡蠣的繁殖力堪比基建狂魔:一只牡蠣年產(chǎn)卵上億顆,幼體隨浪扎根,3年就能把橋墩裹成鎧甲。
物理防護(hù)+化學(xué)防御:牡蠣層既能緩沖海浪沖擊,又能中和海水的氯離子,雙重防護(hù)吊打現(xiàn)代防腐漆。
更絕的是——這套“海鮮防腐術(shù)”居然不是孤例!
還有唐代潮州廣濟(jì)橋,牡蠣當(dāng)了橋墩繃帶。
同為四大古橋之一的潮州廣濟(jì)橋(建于南宋,唐代已初具規(guī)模),橋墩常年受韓江潮水沖刷。工匠發(fā)現(xiàn)牡蠣附著的石墩腐蝕更慢,主動(dòng)在關(guān)鍵受力點(diǎn)養(yǎng)殖牡蠣群落,用生物加固法延長(zhǎng)橋體壽命。
這就是古人的智慧,但古人當(dāng)時(shí)不知道,這些東西其實(shí)是可以用科學(xué)解釋的。因?yàn)楝F(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室,早把牡蠣扒得底褲都不剩。
1.“生物礦化”開外掛
牡蠣吸收海水中的鈣離子(Ca2?)和碳酸根(CO?2?),在體內(nèi)合成文石型碳酸鈣結(jié)晶。這種晶體像微小的六棱柱,層層堆疊后硬度堪比混凝土,直接給鋼筋套上“鉆石甲”。
2.“堵縫大師”專治滲漏
牡蠣幼體專找?guī)r石縫隙附著,分泌的黏附蛋白(adhesive protein) 遇水固化,0.1毫米的裂縫都能給你糊得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí),海水想腐蝕鋼筋?門都沒有!
3.“以毒攻毒”中和腐蝕
牡蠣代謝時(shí)消耗水中的氯離子(Cl?)——這正是腐蝕鋼筋的元兇!相當(dāng)于在橋墩周邊安了無數(shù)微型凈化器。
回頭看看這“牡蠣防腐術(shù)”,古人靠觀察,今人靠科研,本質(zhì)都是對(duì)自然規(guī)律的極致利用。
北宋工匠發(fā)現(xiàn)牡蠣能“糊墻”,立下嚴(yán)法保橋基;
現(xiàn)代團(tuán)隊(duì)破解分泌物成分,專利涂料誘導(dǎo)牡蠣精準(zhǔn)上工;
美國(guó)工程師看了也覺得佩服,舊金山大橋要是有這技術(shù),何至于20年就大修!
說到底,別小看了吃貨的腦子,也別低估了古人的智慧。有時(shí)候,解決問題的鑰匙,可能就藏在“能吃嗎?”的好奇心里面,但最終把它打磨成金鑰匙的,還得是知識(shí)的沉淀和研究的汗水!
馬上9月了,又有一批新人要邁進(jìn)大學(xué)校門。送你們一句:吃好學(xué)好! 世界是我們的,也是你們的,但最終,它屬于那些能用知識(shí)把“海鮮防彈衣”穿到跨海大橋上的你們!
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