罗马码头和其它用古老水泥混合建设的港口构造曾经持续了几千年。相片来自：Independent Picture Service/Alamy

　　本报讯 古罗马人建设的混凝土海墙在2000好几年的时间里经受住了海浪的冲撞。此刻，一种世界探讨小组曾经发觉了一种对于这类混凝土如许“长寿”的秘密——混凝土和海水之中的化学反映造成了一个罕见的矿物质，从而能够强化这类资料。

　　这项探讨的负责人、美国盐湖城犹他大学地质学家Marie Jackson指明，构造工程师们也许可行应用这点见解生产更坚固、更具可持续性的混凝土。她和同事于7月3日在《美国矿物学家》杂志上汇报了它们的发觉。

　　现代混凝土运用的是一个水和波特兰水泥（一个最重要的由石灰石和黏土制成的细粉）的混合物将小石块粘在一同。但它在几十年内就会降解，尤其是在恶劣的海洋环境中。

　　而与波特兰水泥不同，罗马混凝土运用了一个火山灰和石灰的混合物，从而将岩石碎块联合在一同。公元1世纪的罗马作家兼海军将领老普林尼曾这样描画水下混凝土的构造——它变成了“一块单个的石头，海浪也没有办法将它摧毁，而且每天都更强盛”。这激发了Jackson的兴趣。“对咱来讲，难题是，这点资料是如何变成岩石的？”她说。

　　探讨人士汇报说，古罗马水泥成分包括火山灰和石灰石等，他们被放入木制模型中，再放入海里组成建筑。

　　在早期的探讨事业中，Jackson及其同事汇报了罗马混凝土的少许不同正常的化学成分，例如一个叫做铝雪花钙石的稀有矿物的存留。而在这项新探讨中，科学家将从意大利波佐利港古罗马时期遗留住来的水泥建筑中采集的混凝土样本送到了加利福尼亚州劳伦斯·伯克利国度实验室。在这边，探讨人士应用X射线同步提速器——“领先进步光源”绘造出了样品中的矿物质位子。

　　探讨人士终归发觉了一个叫做钙十字沸石的硅酸盐矿物，这类矿物在火山岩中很常见，而铝雪花钙石晶体正是伴随其一同生长的。当海水冲刷混凝土使其变得愈加具备碱性后，铝雪花钙石仿佛便从钙十字沸石中长大了。

　　“这在地球上是十分罕见的。”Jackson说。这类结晶唯有在像冰岛苏特西火山这样的位置才会显露。随着铝雪花钙石的生长，它可能会加强混凝土的坚固性，由于其长片状的晶体让得资料在受压时能够愈加弯曲而非是粉碎。

　　探讨人士指明，要害是，古罗马水泥在接近海水后，海水会溶解火山灰中的少许成分，再在这点缝隙中渐渐造成新的矿物，如含铝雪花钙石。这点矿物不但强度高，还将原有建筑连成了更夯实的全体。因而，这样的建筑可行在海浪的拍打中“每天都变得更强”。

　　比利时根特大学资料工程师Nele De Belie说，现代的混凝土生产商可行向古罗马人学习。她和同事运用煤燃烧进程中发生的粉煤灰等资料赋予混凝土“自咱修缮”的特性——在这点资料造成后，他们就会闭合裂缝。粉煤灰与罗马人在混合物中运用的火山灰相似。

　　Jackson一直着力于在实验室中重现罗马人的混凝土配方，她同一时间仍是内华达州全家水泥企业的顾问，该企业正好应用来源美国西部的火山灰研制这类混凝土构造。

　　Jackson说：“咱其实不是说这将成为平常根基设备中运用的混凝土。可是关于像海墙这样的资料，咱们可行用罗马人的形式来探讨石灰和火山灰资料的混合物。”她说：“罗马人可能曾经经过探讨火山喷发的灰烬如何在持久的岩石中结晶得到了本人的想法。”

　　探讨人士说，此刻可行在实验室中合成含铝雪花钙石，可是要将这类矿物扩散融入到现代水泥之间还很难题，而古罗马水泥与海水的反映要耗费好多年时间，难以在实用中推广。它们往后将进一步探寻如何模仿这类反映体制，研发出功能更没有问题水泥。（赵熙熙）

来自：华夏科学报

作者：赵熙熙

编辑：童妙 实习生 黄金凤