在21世纪的今天，大型建筑物随处可见，拔地而起的大厦，横跨海洋的桥梁，然而这些建筑物建造都离不开廉价的混凝土，说起混凝土，相信大家一定不会陌生，混凝土是指以丰富的水泥作为主要的凝胶材料，然后加入一定比例的水、砂、石子，混合而成的一种廉价的建筑材料。
在建筑中，为了使混凝土硬度增加，通常做法是在中间加入钢筋，起到骨架支撑的作用，因此，用混凝土能建造出数百米高的楼房，寿命甚至可达百年，但对于那些水中建筑而言，寿命往往很短，有的海港码头不到20年就已经十分破旧的，对建筑寿命影响最大的是含有大量氯盐的海水。
海洋腐蚀环境海水中盐分总量大约在3％，且富含Cl—，Mg2+，SO42—，这些离子对混凝土结构有很强的腐蚀作用。而Cl—又是造成钢筋锈蚀的主要原因，海洋环境富含Cl—。在混凝土的液相中，当Cl一与OH—>0.61时，钢筋开始锈蚀，在海洋工程中，以此作为混凝土腐蚀的“临界值”。
混凝土内的钢筋锈蚀属于电化学反应，钢铁本身就是一种比较容易生锈的金属，即便在空气中也会缓慢生锈，因此用于水中建筑的钢筋外表面都会特意制造一层致密的氧化膜，这样一来不易生锈腐蚀，但氯离子可以破坏钢筋表面的氧化膜，让容易生锈的铁基露出来，另外，氯离子在钢筋中形成腐蚀电池，加速腐蚀。
在40年前，我国专家曾对沿海地区的18座混凝土建造的海港码头进行了调研，这些海港码头年限并不是很久，使用寿命都没有超过20年，但是调查的结果却很不尽人意，80%以上码头混凝土内的钢筋出现了严重锈蚀现象，这意味着耐久性成问题，要不了多久，这些码头又得重新修建了。
为了提高混凝土桥墩的耐久度，在1987年，我国中交四航工程研究院开展了一项时间很长的测试实验，研究混凝土耐腐蚀性，研究员将钢筋混凝土试件放到海水中，了解混凝土的腐蚀过程，研究员每天都需要提取混凝土样本，作为参考对比，日复一日，年复一天，其中一块钢筋混凝土试件竟不自不觉地放了近30年。
这项实验有意义吗？让中交四航工程研究院对“混凝土”的耐久性有了充分的了解，并研究出提高水下混凝土的耐久性的方法，在混凝土中加入粉煤灰，制造出抗腐蚀性混凝土，阻止钢筋锈蚀，大大提高了混凝土寿命，将粉煤灰掺入量多少为成三个不同等级，粉煤灰占比10%，粉煤灰占比30%，粉煤灰占比40%。
煤，石油，天然气我们见过，什么是粉煤灰？可能有人不太知道，粉煤灰又被称为“飞灰”和“烟灰”，它是煤在燃烧时排出的微小颗粒，通常存在于燃料燃烧所产生的烟气中，直径一般在1至100μm之间，表面光滑，呈球状，燃烧一吨煤可产生约300公斤粉煤灰，因此，粉煤灰一直被视为空气污染物。
很多年前，那些燃烧煤的火力发电站都会竖立一根又长又粗的大烟囱，排放大量粉煤灰，时间一长，污染空气不说，附近地面河流全都是黑色粉煤灰，淤塞河道，对人类和生态环境都有影响，其中的一些化学物质对生物和人体造成危害。所以将粉煤灰回收并用于混凝土中，可谓是一举两得的美事。
都说十年磨一剑，经过数十年的研究，四航工程研究院的工程师，还研究出增强混凝土的其它方法，比如把磨细的硅粉、矿渣粉等工业废渣废料掺入到混凝土中测试，结果都取得了理想的效果，获得各种不同规格的水下混凝土，有较强抗氯盐能力，强度是之前普通混凝土的数倍。
作为混凝土材料最重要的一条是廉价和量大，而四航工程研究院选择的这些添加物正是量大的废物，这就是在“变废为宝”，结果是一举两得，非常有意义。
现在，四航工程研究院承担跨海大桥港珠澳大桥的设计，港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，全长55公里，设计寿命为120年，比普通的商用房寿命还要长得多，要知道普通住房寿命只有50至60年，而港珠澳大桥存在于气候条件复杂的大海中，湿度大，氯盐高，蒸发大，气流活动频繁，因此对稳定性、耐腐蚀性要求更高。有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号：有趣探索