上海
古罗马人是“工程大师”，创造了神庙、竞技场、渡槽等多种技术结构。
它的耐用性令人惊叹，2000 多年后的今天，它仍保持原始状态。
这种耐用性的关键是“罗马混凝土”。
罗马混凝土在古罗马是一种有用的建筑材料，它给建筑物带来了巨大的强度和坚固性。
考虑到现代混凝土的使用寿命约为 50 至 100 年，您可以理解它有多么神奇。
于是，美国麻省理工学院（MIT）展开了一项调查，以探寻罗马混凝土超强耐久的秘密。
结果证明，这些混凝土使用了一种产生“自愈功能”的制造方法。
研究详情将于2023 年 1 月 6 日发表在科学期刊《科学进展》上。
遍布整个帝国的“罗马混凝土”是什么？
混凝土通常是通过将水泥（矿物粉末）与水、沙子和砾石混合制成的。
（在某些情况下，此处添加外加剂以赋予混凝土各种特性。）
另一方面，罗马混凝土的特点是除了水、石灰和碎石（随机分裂的石头）之外，还混合了称为“Pozzolana”的火山灰。
Pozzolana是产于意大利南部面朝那不勒斯湾的港口城市波佐利的火山灰，用作外加剂。
火山灰含有天然二氧化硅（一种也称为硅的矿物质），加水后会引起水化反应，从而赋予混凝土高强度。
历史记录表明，火山灰被运往整个罗马帝国，并用作混凝土的主要成分。
罗马人很清楚与火山灰混合可以获得的坚固混凝土。
最著名的罗马混凝土建筑是罗马的万神殿。
我们今天看到的万神殿建于公元 118 年至 128 年之间，但今天基本完好无损，并被记录为“世界上最大的无钢筋混凝土圆顶” 。
罗马混凝土也无处不在，例如罗马渡槽、罗马斗兽场（圆形剧场）、公共浴场和城墙。
长期以来，专家们一直认为火山灰是使混凝土变硬的原因，但麻省理工学院的一项新研究表明，这并不是唯一的因素。
决定性的秘密不在火山灰中，而在石灰石中。
研究小组在石灰中发现了什么？
一块石灰产生了“自愈功能”！
如果您在显微镜下观察罗马混凝土，您会发现到处都是数毫米的白色石灰石块。
这被称为“石灰壳”，并且被认为是仅在罗马混凝土中发现的特征，而不是在现代混凝土中发现的特征。
但其形成原因并没有被详细调查，专家们将其斥为“材料质量差或混合方法草率造成的异物”。
麻省理工学院的材料科学家 Admir Masic 说了很长时间，“令人难以置信的是，古罗马人能够建造出如此出色的结构，然后在混凝土的生产上吝啬。我认为。”
因此，他和他的研究团队从 2000 多年前的罗马遗址中提取了混凝土样本，并使用 X 射线光谱仪和扫描电子显微镜对石灰壳进行了分析。
新发现的是，石灰的性质与之前认为的不同。
根据既定理论，罗马混凝土中的石灰一般是“熟石灰”（氢氧化钙）。
要获得消石灰，首先要将原料石灰石高温加热，吹走二氧化碳，制成“生石灰（氧化钙） ”。
熟石灰是通过将生石灰与水混合并陈化而得到的。
人们认为罗马人使用这种熟石灰作为制造混凝土的主要材料，但这项研究表明，熟石灰不会产生石灰壳。
相反，事实证明，石灰壳是通过将“生石灰”直接添加到火山灰或水中并在非常高的温度下混合而产生的。
Massik 将这种在极高温度下生产混凝土的方法称为“热搅拌”，他发现它有两个优点。
首先，整个混凝土的高温促进了所有的化学反应，大大缩短了硬化时间。
另一个巨大的好处是石灰结皮的形成赋予了混凝土出色的自愈能力。
具体来说，当混凝土中形成裂缝时，裂缝会优先迁移到表面积较大的石灰外壳，而不是其他较小的颗粒。
当水浸入其中时，它会与石灰石发生反应并溶解出内部的钙，钙会干燥并硬化为碳酸钙，从而粘合裂缝并防止裂缝进一步蔓延。
该团队实际制作了含有和不含生石灰的罗马混凝土原型，并在裂缝测试中验证了其有效性。
结果，没有用生石灰的人，裂缝没有愈合，而用生石灰的人，两周左右裂缝就修复了。
因此可以断定，石灰壳的这种自愈功能是古罗马建筑得以存活2000多年的原因。
未来，该团队将把同样的技术应用到今天的混凝土生产中，以延长其使用寿命。
古人的智慧对我们仍有许多启示。
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