湿度高、盐度大的海洋环境对于各类工程的腐蚀作用极强。更换零件、混凝土加强、钢筋防锈、替代材料、使用“毒性”涂料等方法，可有效减缓海洋桥梁的腐蚀。
作者| 须臾千秋，清华大学土木系建筑材料专业博士
如今，随着技术的积累，中国正逐渐崛起，成为土木工程强国。而在所有土木工程门类里，海洋工程如港口、桥梁等始终是其中的一大难点。
为什么海洋工程的难度如此之大？
因为海水“咸”！
图为港珠澳大桥，图片来自网络
海里建筑寿命低，原因有三：“咸”+干湿交替+高温
“咸”，主要是说海洋的腐蚀环境。相比起湿度较为恒定、空气成分简单的内陆环境，湿度高、盐度大的海洋环境对于各类工程的腐蚀作用极强。
比如说，有一种航空装备叫压力机，主要是提高进入飞机发动机的空气压力，为燃烧室提供高压空气，以提高发动机热力循环的效率。同型号的压力机在内陆服役时间可以超过10000小时，而到了南海地区，就只剩下500-1000小时。
还有，在内陆地区可以轻松屹立50年的建筑，到了海里不到三五年就剥蚀得不能使用了。
图为被腐蚀的桥墩，虽然比较模糊，但可以明显看到暴露的钢筋
“咸”——混凝土、钢筋一概不放过
海水不同于淡水，它是一种腐蚀性很强的液体。海水中含有大量的腐蚀性离子，如钠离子、氯离子、硫酸根离子等。它们作用于混凝土结构上，会使得表面的混凝土发生劣化。海水中硫酸盐甚至会在混凝土内产生结晶，晶体生长将混凝土胀裂，使得钢筋暴露在外。
而钢材本身又是一种非常容易锈蚀的东西，一旦失去了混凝土的保护，带有离子和溶解氧的水就会接触到钢筋表面形成原电池（翻翻高中化学课本），钢筋就会迅速腐蚀甚至断裂，到这时，整个结构也就坏掉了。
干湿交替——飞沫区建筑最易变成“豆腐渣”
不过，“咸”只是海水腐蚀的一部分原因，海洋环境之所以对建筑物的伤害巨大，最重要的是因为其干湿交替的环境。
海洋环境示意图，受害最严重的是飞沫区
事实上，完全浸没在海水中的那部分建筑结构（比如桥墩）虽然接触到的海水比露出水面的部分多得多，但是由于海水中环境稳定，湿度始终保持不变，其受到的腐蚀作用并不强。反倒是暴露在空气中的飞沫区，虽然很少能直接接触到海水，但大量的海水飞沫裹挟着盐分冲击结构，结构表面一会儿干一会儿湿，每颗小飞沫还都携带着有害离子粘在上面，折腾不了几年，这部分结构就变成了豆腐渣。
高温——加快腐蚀进度
更可怕的是，中国的多数海域夏天都非常炎热，南海更是一年四季艳阳高照。这样的高温也大大加快了腐蚀的进程，使得海洋土木工程师面对更大的挑战。
防腐大法一：更换零件法
面对如此恶劣的海洋环境，工程师们自然也不能愧对自己的工资。于是，他们想象出了许许多多对抗海洋环境腐蚀的方法，其中最重要的就是……勤换零件。
这算个什么方法啊？
你别说，这还真是个方法。海洋桥梁的设计使用寿命动辄高达几十甚至上百年，像港珠澳大桥这样的超级工程更要达到120年。环境复杂多变，再优秀的工程师也没法保证所有的零件都能用上那么久。更何况，延寿也是要钱的。即使想办法让零件都达到了这个寿命，造价也会高到无法承担。干脆，它坏了你就换嘛！
表格是某设计寿命120年的跨海桥梁部分构件的使用寿命
针对那些易于损耗的构件，定期更换的做法是可行的。
但是每次更换构件，势必影响到工程设施的使用。比如更换个桥面板，恐怕就要十天半个月无法通车。更何况，像桥墩这种重要构件，与其更换桥墩，还不如重新修座桥呢。
防腐大法二：混凝土加强法
工程师们思来想去，还是要给构件延寿。打铁还需自身硬，延长混凝土结构的寿命，就要提高混凝土本身的性能。因此，在海洋工程中，工程师们会选择强度更高的混凝土。
例如，在普通的民用建筑中通常采用能抗30兆帕应力的混凝土，而到了海洋工程中就会选择60、80兆帕甚至更高强度的混凝土。
除了强度更高以外，这种高性能混凝土还比普通混凝土更为致密，其内部的微孔隙更小，从而使得海洋中的离子更难透过。
此外，工程师们还会在混凝土中添加外加剂，以使得新拌混凝土的流动性更好，硬化之后更加致密；还采使用一些工艺防止混凝土开裂，也是为了防止海水中的离子进入结构；正确地选择骨料、水泥的种类也有助于混凝土抗腐蚀性能的提升。
防腐大法三：钢筋防锈法
对于建筑结构来说，混凝土剥落一点，问题还不大，但要是里面的钢筋坏了，那可要了亲命。钢筋是重要的抗拉构件，除了支撑结构外，还主要承担抗震功能。然而，钢铁恰恰属于特别容易锈蚀的材料。
如果在陆地上，在混凝土内强碱性环境的保护下，钢筋表面会发生钝化，不容易生锈；但在海洋结构中，混凝土表面被海水逐渐腐蚀剥离，钢筋就要直面汹涌的海水了。
混凝土横截面示意图
