一种基于天气的模型已能预测钢筋何时开始腐蚀。
根据苏黎世联邦理工学院的一项新模型，一种低二氧化碳混凝土配合比在某个地点可能使用50年，但在其他地方可能会更早劣化。该研究于9月7日发布，这一方法有望支持更广泛地使用更环保的混凝土，而不会带来额外的维护问题。
研究团队利用来自苏黎世、挪威卑尔根、巴西马瑙斯和中国怀来的天气数据，测试了三种配合比。该模型追踪混凝土内部的水分变化，并计算钢筋腐蚀的速度。
水分成为决定性因素
混凝土在现代建筑中不可或缺，但生产水泥会释放大量二氧化碳。低排放水泥可以使建筑更加环保，尽管用其制成的混凝土通常比传统配合比碳化得更快。
在碳化过程中，大气中的二氧化碳渗入混凝土并改变其化学成分。这可能会破坏包裹在钢筋周围的保护层，使其生锈。
现行标准侧重于延缓碳化，研究人员表示，这忽视了碳化后钢材腐蚀的速度，因而对低二氧化碳配合比不利。
水分的影响比三种配合比之间的差异更大。据苏黎世联邦理工学院建筑材料研究所的克里斯蒂安娜·阿尔伯特介绍，钢筋在潮湿混凝土中的锈蚀速度比在干燥混凝土中快100倍。
四个地点展现不同结果
尽管气候各异，欧洲标准仍将这四个地点归入同一“干湿交替”类别。模型显示，相同的混凝土在每个地点的表现可能截然不同。
“气候的作用比我们预期的要大得多。同一种混凝土在不同的气候条件下可能表现得完全不同，”苏黎世联邦理工学院材料耐久性教授乌埃利·昂斯特表示。
卑尔根和马瑙斯提供了一个清晰的例子。两地年降水量均约为2500毫米，但计算结果却显示出不同的腐蚀速率。
时间差异解释了这一现象。混凝土吸水快但干燥慢，因此雨季和旱季的先后顺序比年降雨量或平均湿度本身更为重要。
因此，某些低二氧化碳混凝土类型在某些地点可能使用50年甚至更久，但在其他条件下可能会更早劣化。
模型仍需实际验证
这些发现并不意味着低二氧化碳混凝土自动就不够耐久或不安全。它在强度上可以与常规混凝土相媲美，而且即使碳化发生得更快，只要材料不长期保持潮湿，钢筋也可能锈蚀得很慢。
“我们需要更好地了解气候友好型混凝土在不同天气条件下的长期表现，”阿尔伯特说。
因此，未来的项目可能需要根据当地气候选择混凝土，而不是在所有地方套用相同的规则。特别潮湿的地区可能还需要采取额外措施来限制水分渗透。
“现行标准因此可能成为新型更环保材料的障碍，”昂斯特补充道。
该方法尚不能用于常规规划设计。其计算仍然复杂，需要在真实建筑上进一步验证，之后研究人员才能开发出更简便的方法来评估新型混凝土。
未来的气候测试还可以将气候变化纳入考量。降雨和干旱期频率及持续时间的变化可能会改变腐蚀速率，并决定哪种低二氧化碳混凝土在某个地点长期适用。
