古罗马混凝土非常坚固——科学家们可能已经找到了原因

2025-07-03 14:14来源:本站

  

  

  古罗马co混凝土非常耐用,甚至比现代混凝土更耐用。

  科学家们长期以来是什么赋予了它不可思议的力量。

  一个研究小组可能已经破解了这个谜团——他们专注于微小的白色斑点被视为不完美。

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  这是考古学最大的谜团之一:罗马人是如何创造出如此坚固的混凝土,以至于他们的建筑在2000年后仍然屹立不倒?

  长期以来,这个问题一直困扰着科学家们,不仅因为混凝土具有令人难以置信的强度,而且因为它似乎能够自愈——这意味着裂缝会随着时间的推移而莫名其妙地消失。

  罗马万神殿就是一个很好的例子。这座建筑建于公元126年左右,从那时起就一直在使用。但它错综复杂的圆顶即使在今天看来也是崭新的。

  那么,是什么让这种材料如此特别呢?来自麻省理工学院和哈佛大学的一组科学家于1月6日在同行评审期刊《科学进展》上发表了他们的研究结果,他们可能已经破解了这个问题。

  这些科学家认为,秘密就在混凝土中被称为“石灰碎屑”的白色斑点中。

  尽管这些斑点在几乎所有罗马建筑中都能看到,但它们通常被认为是建筑材料的缺陷。

  任何混凝土都是由一些基本元素组成的:一种叫做砂浆的液体粘合剂,以及骨料(通常是松散的砾石、沙子或小岩石)。罗马的砂浆是用石灰制成的,石灰是一种通过加热石灰石而产生的化学物质。

  一般认为,在加入骨料之前,先将石灰与水混合。这些斑点被认为是建筑者没有很好地混合砂浆的迹象。

  但该研究的作者之一、麻省理工学院土木与环境工程教授阿米尔·马西克(Admir Masic)表示,他从未真正被说服。

  他在一份新闻稿中说:“如果罗马人在制造一种优秀的建筑材料上投入了这么多精力,遵循了几个世纪以来优化的所有详细配方,为什么他们在确保生产出混合良好的最终产品上投入这么少精力呢?

  在更仔细地研究了这些斑点后,Masic和科学家团队得出结论,它们很可能是故意放在那里的。他们发现,这对混凝土的自我修复性能至关重要。

  石灰碎屑——白色的斑点——很脆,这是件好事。

  当混凝土出现裂缝时,碎片破碎,释放出的钙可以穿过裂缝。当水渗入裂缝时,钙(如图中红色部分所示)与水发生反应,形成新的晶体。

  这些晶体会自动填充裂缝并固定结构。

  科学家们认为,只有当石灰以加热的粉状形式加入混凝土中时,这种情况才会发生。

  在窑中加热后,石灰是非常活泼的,可能是危险的。

  现在它已经极度脱水了。所以一旦这种化学物质接触到水,它就会把水融入到自己的化学结构中,形成更稳定的分子。这个反应会释放出大量的能量,从而释放出强烈的热量。

  人们在制作混凝土时,通常先往石灰粉中加水,待其冷却后再加入骨料。

  但通过将石灰与骨料混合,然后加水,罗马人制造了一场可控爆炸,提高混合物中的热量,足以改变混凝土的化学成分,从而导致石灰碎片的加入,马西奇说。

  科学家们对他们的理论进行了检验。他们制作了混凝土块,一块使用石灰粉,另一块则使用了一种更现代的混凝土。然后,他们故意打碎积木,制造裂缝。

  他们发现,在细雨的淋下,罗马的配方在几周内就被修复了。但现代的配方却没有。

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