
搖滾歌手 Neil Young 有首歌詞里是這樣唱的:銹菌從不睡覺,它們正忙著摧毀我們的世界。
沒錯,每分每刻,我們的世界都在經歷一場沒有硝煙,卻時刻在發生的戰爭——銹蝕。現在,這場戰役的焦點落在了法國巴黎。
最近,巴黎市議會通過了“埃菲爾鐵塔翻修計劃”。這個計劃為期三年,將在今年 10 月正式開始。翻修工期預計從現在到 2024 年,總花費 3 億歐元。
除了增加接待游客空間,翻新電梯,重裝燈光等工程外,最重要的還是重新為這座世界最知名的鋼鐵結構除銹。
給埃菲爾鐵塔洗個澡需要 60 噸油漆
埃菲爾鐵塔最初是作為 1889 年世界博覽會的入口而興建的。得名于設計它的著名建筑、結構師古斯塔夫·埃菲爾。埃菲爾鐵塔從 1887 年開始動工,直到 1898 年才結束。是目前世界上訪問人數最多的付費建筑物,每年有 700 萬人登上鐵塔的最高處。

這樣一個高達 324 米的鋼鐵建筑,總共使用了 250 萬個鉚釘和 18038 個鋼鐵構件建設而成,而現在這些構件們正時刻處于銹蝕的狀態中。
沒有辦法徹底讓埃菲爾鐵塔不被銹蝕。它長期暴露在飽含氧氣和水的環境中,環境腐蝕作用會把金屬變成難以回收的氧化物。
目前最可行、最常見的方法就是在金屬外面涂上一層涂料,防止金屬接觸到氧氣和水氣。
埃菲爾鐵塔的除銹也是一樣。
在過去的 120 年里,鐵塔總共洗過 19 次。幾乎每隔 7 年就會有一次常規的油漆工作。
由于埃菲爾鐵塔建筑結構復雜,所以至今都要用人工油漆。油漆本身都是用專門材料制成,其耐腐蝕的壽命比其他的油漆更長。由于鐵塔構架龐大,一次性在鐵塔上進行的人工數目不能太多,一般由 25 位專業的油漆工進行。
懸空作業的油漆工首先要用高壓水霧噴槍噴洗 20 萬平方米的塔身表面,徹底清除日積月累的鳥糞等污垢;接著,用砂紙打磨鋼架,刮掉老化的漆皮,然后在逐漸刷上 2 層防銹漆;最后,再涂 1 層褐色的面漆。

工人們在過去的 19 次除銹中,每一次平均要用掉 55 噸的油漆。而由于這次大修規模增加,巴黎市政部門預計這次要消耗 60 噸的油漆。
埃菲爾鐵塔所使用的油漆顏色十分獨特,由三種不同色度的褐色構成。底部是深褐色,頂部是淺褐色,它有一個專門的名字叫做“埃菲爾鐵塔棕褐色”。
但實際上,埃菲爾鐵塔是在 1968 年之后被涂成棕褐色的。在最初,鐵塔是紅色的,隨后被涂成了黃褐色,在 1899 年,埃菲爾鐵塔甚至被涂成了漸變的黃色。

最初紅色的埃菲爾鐵塔,圖片來源:wiki
油漆顏色也成為這次翻修爭議的焦點,巴黎文化部和市政部門在考慮是否能將鐵塔恢復成最初的紅色。倒不是為了懷舊,而是為了更好的防銹。
法國土木工程師兼建筑師 Gustave Eiffel 表示,最初涂的紅色是因為古斯塔夫要求使用紅丹,即四氧化三鉛來防銹。這種紅色的物質含鉛,配成油漆后附著力很強,在大氣中又有相當的穩定性,所以有很強的防腐能力。
沒有除銹的自由女神像曾經變成了一塊大電池
除了埃菲爾鐵塔,古斯塔夫·埃菲爾還有另一個著名作品。他建造了美國自由女神像的框架。
1886 年,法國將自由女神像送給美國。這座塑像被視為自由和美國的象征,位于紐約港入口的貝德羅島上,也被視為對外來移民展現出歡迎的信號。
但自由女神像并沒有像鐵塔那樣在一百多年的歷史中始終受到照顧。1937 年之后,雕像就沒有得到過更好的維護。

1900 年和現在的自由女神像對比
1980 年,兩名極端的抗議者攀爬到自由女神像上。在營救他們的同時,自由女神像管理者莫菲特發現整個雕像到處都是孔洞,這些孔洞都是鉚釘外層金屬被腐蝕造成的。
“就像是有人密集地掃射過自由女神像”,他后來對記者說。
2017 年出版的《銹蝕: 人類最漫長的戰爭》詳細記錄了這次大修的經過。在經歷了一年的調查后,女神像管理委員會終于意識到,這座美國的象征實際上隨時都可能散架,它從內到外已經被腐蝕的很嚴重了。
腐蝕的主要原因是內部的框架設計。女神的外部由 72.5 噸銅打造,為了支撐起來,古斯塔夫·埃菲爾在內部使用了 122 噸鋼鐵骨架來支撐。
但這種設計是有很大的風險,是因為兩種金屬不能真正的互相接觸。一旦接觸,電子就會從較弱的金屬傳遞到較強的金屬上,類似電池的原理,傳遞后的較弱金屬就會被破壞。
加速這個腐蝕過程的是內部的涂料,由于沒有專人維護,女神像內部的涂料保存了大量的水汽。這讓鐵和銅就像是互相接觸那樣糟糕。調查團隊第一個發現就是:自由女神像已經變成了一枚巨大的電池。

除銹和翻新工程立刻提上了議程。在雕像內部,聯合碳化物公司使用了 3500 加侖的液氮冷凍了內部的涂料來清理。而為了不損傷金屬銅,同時清理涂料,工程師還用了 40 噸食用小蘇打(碳酸氫鈉)來清理銅上的涂料。
同時,雕像外部支架的腐蝕已經嚴重到必須替換的程度。最終包括 1825 根特制的肋梁,接近 4000 只螺栓以及 2000 多只 U 型鎖和 1.2 萬只銅鉚釘被替換了。
自由女神像的火炬被腐蝕的格外嚴重,最終不得不拆除,重新打造。新的火炬使用金箔來進行防腐,金箔下的銅片由 2600 根新鉚釘來固定。
常見的腐蝕,每年造成 7000 - 10000 億美元的損失
里根總統稱贊 1980 年自由女神像的修復是任期中亮點工程之一。這一次修復工程也讓整個美國意識到了和銹蝕的這場消耗巨大的戰爭。
自由女神像平均每次的除銹和維護都要花費接近 2500 萬美金。而埃菲爾鐵塔平均每年的維修費用為 1370 萬歐元。
但這些數字遠遠無法和全球各國因為腐蝕導致的成本損失相比。腐蝕的主要損失集中在鐵塔、橋梁、船舶、汽車、管道等材料上,尤其是對船舶和汽車業造成的損失非常巨大。
根據部分國家腐蝕損失的調查,全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經濟損失約 7000 億到 10000 億美元。

英國近年來因腐蝕造成的損失平均達 100 億英鎊,占 GDP 的 3.5% ;德國的損失約為 450 億德國馬克,占 GDP 的 3.0%;美國年腐蝕損失則達 3000 多億美元,占 GDP 的 4.2%。
中國科學院海洋研究所侯保榮院士表示:由于中國開展調查腐蝕的損害比較晚,沒有及時進行腐蝕防護。在大規模的基礎建設之后,橋梁,管道的腐蝕問題持續加劇。往往很多蓋了十幾年的建筑,因為銹蝕問題而不得不拆除。
中國科學院海洋研究院公布的數據顯示,中國 2014 年腐蝕成本就超過了 2 萬億元,占到了 GDP 3.34%。
這場消耗巨大的戰役還將持續。看上去,人類想要輕松地贏下來,還不太可能。
題圖來源:One Life Tours
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責任編輯:景雋
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