日本“永不生锈”的高速公路桥引关注，它是怎么做到的？

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据日媒报道，位于德岛县阿波市阿波町天西山的别埜谷桥作为一座“永不生锈”的高速公路桥吸引了各方关注。该桥以不会被腐蚀的材料代替了钢筋，据西日本高速公路公司介绍，这是全球首次将这种新型材料投入高速公路建设，有望大幅降低维护管理费用。

图片来源：日本三井住友建设公司网站

报道称，用来加固混凝土的钢筋在含有盐分的风的腐蚀下可能产生剥落。西日本高速公路公司与三井住友建设公司使用了耐腐蚀、可制作防弹衣的高强度纤维材料“芳纶纤维”代替钢筋。

什么是芳纶纤维？  

芳纶纤维全称为芳香族聚酰胺纤维，与碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维一起被列为我国重点发展的四大高性能纤维。它具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长、化学结构稳定、燃烧无熔滴、不产生毒气等优良性能。

芳纶纤维中实现工业化的产品主要有间位芳纶和对位芳纶两种。

对位芳纶，即聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA），我国称芳纶1414。它是世界上首例采用高分子液晶纺丝液制得的纤维，开创了高性能合成纤维的新时代。突出优点是高强度、高模量。其拉伸强度是钢丝的6倍，拉伸模量是钢丝及玻璃纤维的2~3倍，密度仅为钢丝的五分之一。主要应用于安全防护、防弹，橡胶制品增强， 高强度缆绳以及石棉摩擦材料替代。

间位芳纶，即聚间苯二甲酰间苯二胺（PMTA），我国又称芳纶1313。具有优异的耐热性、耐焰性及绝缘性，主要用于防火材料和防机械损伤。常用于纤维形式的防护服、热气体过滤材料、电绝缘纸及复合材料轻量蜂窝结构。

魍者归来

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这个跟常规复合材料（纤维材料+基体材料）设计思路是一样的。本质上讲，钢筋混泥土也是复合材料，由钢筋和混泥土这2种性质完全不同的材料构成，只不过其中的钢筋容易锈蚀。现在呢？就是把钢筋换成了芳纶纤维。技术上完全可行，但实际应用还需要考虑成本问题。日本这座桥用芳纶纤维，可能是技术验证（未必为推广），可能是这个桥所在位置有一些特殊要求（比如空间受限、地质条件、海风等）。