海底隧道混凝土遭微生物侵蝕 瑞典研究揭驚人腐蝕速度
科技
04-16
瑞典查爾摩斯理工大學最新研究發現,海底公路隧道中的混凝土結構正遭受微生物快速侵蝕。當海水滲入混凝土層後,會形成生物膜加速分解建材,導致隧道頂部可能出現混凝土剝落,不僅造成高昂維修成本,更潛藏安全風險。
研究團隊指出,在巖層中開鑿的公路隧道,通常會在頂部與側壁噴塗混凝土層,用以平整表面並防止落石。但當隧道穿越海水區域(如挪威奧斯陸峽灣隧道),就會發生嚴重的「鹽水入侵」現象。這些隨海水滲入的微生物會在混凝土表面形成菌落,透過分解建材中的物質使混凝土逐漸變得疏鬆多孔。
分子生物學副教授Frank Persson表示:「自2014年持續監測發現,生物膜每年可侵蝕混凝土達1公分深度。只要存在鹽水滲流,生物膜就會持續擴張並溶解混凝土結構。」
研究顯示,新建隧道混凝土原本具有高鹼性,但隨時間自然酸化後,反而成為微生物的理想生長環境。這些菌落會代謝混凝土中的鐵、錳、硫等元素,在極端情況下,5年內就能侵蝕10公分深度。更嚴重的是,生物膜會加速鋼筋鏽蝕,形成惡性迴圈。
環境工程教授Britt-Marie Wilén強調:「生物膜的出現是明確警訊,必須持續監測水流量、生物膜擴散範圍,並及時修補受損結構。」研究團隊建議應定期檢測混凝土酸鹼值,追蹤地下水滲流情況,因應不同流速對腐蝕速率的影響。
值得注意的是,氣候變遷加劇了這個問題。海水溫度上升導致pH值降低,加上鹽分加速鋼筋腐蝕,使得海底隧道面臨更嚴峻的挑戰。研究團隊透過DNA定序新技術,更首次發現了多種未知微生物種類。
這項發表於《Scientific Reports》期刊的研究,雖然以挪威隧道為觀察物件,但學者警告全球類似環境都可能面臨相同風險,特別是在海水滲透區域,腐蝕情況將更為嚴重。
[end]