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浙江省舟山市普陀山海岸牌坊初建于1731年，原为简陋石坊，后获捐资重建为钢筋混凝土牌坊，共有3门4柱，高约9米，宽8米。额题共五方，分别为“金绳觉路”“同登彼岸”“宝筏迷津”“南海圣境”“回头是岸”，为北洋政府黎元洪、徐世昌、冯国璋等人所书。门柱上有四副楹联，分别为“有感即通，千江有水千江月；无机不被，万里无云万里天”“圣迹著迦山，万国生灵皆乐育；佛光腾海岛，千年潮汐静波涛”“一日二度潮，可听其自来自去；千山万重石，莫笑他无觉无知”“到这山来，未谒普门当先净志；渡那海去，欲登彼岸须早回头”。
普陀山海岸牌坊于20世纪70年代受到过一定程度的破坏，1980年左右和20世纪90年代都进行过一些简单的修复工作，如楹联就是在1980年左右得到重新修复，另将民国时期照片上海岸牌坊和现在的实物对照，额题周围明显存在一些差异，但具体如何变迁及20世纪70年代前进行过几次较大的具体修复工作现在已很难考证。图1.3为民国时期拍摄的普陀山海岸牌坊。
图1.3 民国时期普陀山海岸牌坊
在普陀山海岸牌坊现场处共采集混凝土样5份，编号依次为1号、2号、3号、4号、5号，另取实验室里按照国家标准新制备的混凝土样品为对照组，编号为6号。
鉴于4号样品上附有少许裸露在外的钢筋，将少量肥皂水喷涂在钢筋的表面，再使用钢筋锈蚀仪进行测量，即可得到钢筋的锈蚀电位，最后的测量结果显示为-405mV，说明属于严重腐蚀。
从4号样品上截取一小块样品，并将少量酚酞试剂均匀地滴在其新鲜的截面上，静置至截面干燥，即可获得样品的碳化深度情况；另取6号样品进行相同的实验操作，其结果作为对照。分析实验组和对照组的碳化情况，发现实验组的截面完全没有红色，而对照组的截面有明显的红色，说明实验组的样品已经被完全碳化。
从1号至6号样品上分别获取1g左右的混凝土，使用烘箱在105℃下烘干共6.5小时，至质量不再改变，再将混凝土研磨，分别将研磨过的混凝土置于6个烧杯中，加入适量去离子水浸泡，24小时后过滤，将6份滤液分别定容，使用氯离子浓度测量仪分别测量溶液的氯离子浓度，计算得1号至6号样品每克含有的氯离子质量。各样品的氯离子含量计算结果如表1.1所示。
表1.1 普陀山海岸牌坊各样品氯离子含量
从数据上分析，1号、2号和3号样品的氯离子含量比6号大一个数量级，4号和5号的氯离子含量略高于6号，说明该牌坊钢筋混凝土的氯离子含量远高于国家标准下制得的混凝土的氯离子含量。氯离子能够加速钢筋的腐蚀。国内外对海岸建筑腐蚀情况的研究表明，对于这类建筑的维护和修复，一般都要考虑采取合适的手段去除其内部的氯离子。
取1号至5号样品进行X射线衍射（X-rays diffraction, XRD）分析。图1.4为1号样品的XRD谱图。从样品的XRD谱图可以看到，混凝土的主要成分为硅酸盐（即二氧化硅成分），但样品有明显的碳酸钙的峰，说明样品都发生了明显的碳化。样品中没有出现明显的氢氧化钙的峰，说明样品的碱性已经完全消失。另外，样品中没有出现硫酸钙的峰，说明样品没有发生明显的硫化。这可能和海岸牌坊位于普陀山景区，又在海边，空气对流明显，空气质量较好有关。
根据对混凝土的测试结果，可以明显看到水泥混凝土样品已经完全碳化，原来的碱性已经完全消失，钢筋已发生严重锈蚀。另外，样品中氯离子含量明显偏高，这是由于牌坊位于海边，容易受到海盐侵蚀。综合来看，该牌坊的建筑材料本身已经发生劣化，主要表现在水泥混凝土的碳化和钢筋的严重锈蚀。碳化本身对水泥混凝土的强度不会有太大影响，但碱性环境的消失使得钢筋的保护层受到破坏，因此钢筋容易受到侵蚀。再加上该建筑地处海边，海盐的侵蚀也很明显，使得钢筋的破坏状况比较严重。
图1.4 1号样品的XRD谱
采用海创高科HT-225T混凝土回弹仪，对海岸牌坊底部部分区域进行了回弹强度的测量。一共测了6个区域，每个区域取4个点，每个点测3次，然后取平均数。如图1.5、图1.6所示。
图1.5 回弹测试区域
图1.6 回弹测试具体区域照片
从回弹的数据（图1.7）上可以看出，各个区域的混凝土强度值基本相差不大，只有个别测试点的强度明显偏低，可能是因为该测试点的表面有空鼓现象。通过回弹强度的测试，可以基本确定混凝土牌坊的强度值，在混凝土的局部采取修补措施时，可以采用与现状牌坊水泥强度略低的现代水泥配置修补砂浆来对脱落和缺损部位进行修补。
图1.7 回弹测量结果
19世纪中叶以来，随着我国沿海一些城市被迫开埠，城市中的不少区域被划作租界，大量的西式建筑和中西结合式的建筑开始涌现，构成了这些城市近现代建筑遗产的主要部分。其中，钢筋混凝土建筑数量尤其庞大，许多50年以上历史的建筑被列入了优秀历史建筑。
作为中国近代边缘城市之一，杭州的近代化进程相对滞后，厚重的历史影响制约着城市建筑活动的开展。虽然在现代化过程中杭州的发展较快，但仍然保留着相当一部分的近现代历史建筑。
始建于五代后周年间的保俶塔经历多次修建，目前保留着的是民国二十二年（1933年）修葺的实心塔。在参与保俶塔的修复工程中（图1.8），我们取到塔基内部一根从外观看锈蚀状况较为严重的钢筋。
图1.8 杭州保俶塔钢筋混凝土构件
浙江大学西溪校区西三教学楼（图1.9）建于20世纪50年代，为杭州市第二批优秀历史建筑。在2014年的修缮工程中，施工人员进行了木屋架替换、屋顶及防水改造、外立面清理涂料、更换铝合金门窗等修复工作。在实地调查过程中，我们获取到后门上方挡雨墙部分脱落的混凝土块。
图1.9 浙江大学西溪校区西三教学楼
杭州市余杭区陶村桥（图1.10）位于径山镇求是村，由乡里发起募集资金，建于1925年，是杭州地区最早的一座水泥桥，2013年被列入杭州市文物保护单位。我们到径山镇陶村桥进行实地调查，获取到桥底脱落的水泥混凝土块和钢筋样品，并对钢筋的锈蚀程度进行了现场测量。
图1.10 杭州市余杭区陶村桥
1860年天津被辟为通商口岸后，西方列强纷纷在天津设立租界。作为当时中国北方开放的前沿和近代中国“洋务”运动的基地，以钢筋混凝土为代表的近代建筑材料通过直接或间接的方式较早在天津得以运用。而这些目前被天津市定名为历史风貌建筑并进行有效保护的建筑主要集中在天津市和平区内，集群性和完整性均良好。我们对天津某历史建筑进行了现场无损分析（图1.11），并获取了少量混凝土样品进行实验室分析，以了解钢筋混凝土的保存状况。
图1.11 天津某历史建筑钢筋混凝土现场分析
广州作为中国的南大门和最早开放的通商口岸之一，亦是租界林立。作为近代中西方交汇的最前沿和民主革命的策源地，中西方的冲突与融合在这里得到充分体现。钢筋混凝土等新型建筑材料在广州最早得以运用，这些建筑被定为历史建筑和被划分为历史风貌区进行保护。这些建筑主要集中在广州的越秀区和荔湾区内，集群性和完整性亦良好。我们对广州某历史建筑进行了现场无损分析，并获取了少量混凝土和钢筋样品（图1.12）进行实验室分析，以了解钢筋混凝土的保存状况。
图1.12 获取的文物历史建筑钢筋样品
根据XRD图谱分析的结果，我们获取的文物历史建筑混凝土样块中都存在碳酸钙成分，这表明近现代水泥历史建筑混凝土碳化现象普遍存在。从调查的情况看，水泥混凝土的碳化是其劣化的最常见现象，而硫化现象并没有在所有的被调查建筑中得到发现，是因为硫化反应通常是在碳化之后才可能发生，同时必须满足一定的条件（例如空气中存在一定浓度的二氧化硫或者含硫酸雨在该地区经常发生）。随着时间的推移，以及国内各大城市空气污染的严重影响，预计水泥混凝土的硫化现象会逐渐变得常见。
通过对采集到的3个钢筋样品进行直观观察，不难发现近现代水泥历史建筑钢筋锈蚀程度较为严重，钢筋呈现黄褐色，其表面产生大量铁锈，有些铁锈呈片状脱落，钢筋变细、变脆，已经失效。同时，我们采用HC-X5钢筋锈蚀检测仪对这些钢筋的锈蚀程度进行了检测，结果表明这些钢筋的腐蚀电位都位于-300~-200mV，属于严重锈蚀状态。
长期以来，人们将文物保护的目光都放在传统建筑上，如石质文物、木质文物。而钢筋水泥作为近现代以来建筑的主要材料，其大规模运用也不过两个世纪。而且与石质、木质材料这些天然原料不同的是，钢筋混凝土是一种现代工业的产物，性能和特性与这些传统的自然原料当然也不尽相同。按国际设计惯例，此类建筑结构的使用期限为70年。21世纪初，上海外滩建筑的使用者就陆续收到当年美国、德国设计公司的书面“到期”提醒。而从材料角度讲，水泥的主要成分硅酸盐经过70年左右就会粉化，水泥中的钢筋也会氧化锈蚀。这表明了近现代的钢筋混凝土建筑已经到了需要保护的时候，考虑到不少建筑依然还在使用中，这同时也是一个重大的安全隐患。