万神殿是罗马帝国时期的建筑,拥有世界上最大的无钢筋混凝土圆顶,历经 1800 多年依然完好无损。相比之下,许多现代混凝土结构可能才经过几十年就已经“伤痕累累”。所以研究人员一直希望弄清楚,为什么古罗马的建筑材料这般耐用。
最近,一个国际研究团队通过分析古罗马建筑的混凝土样本,揭示了这种超级耐久性的奥秘:这些混凝土具有神奇的“自愈”功能。
研究团队发现,古罗马建筑中总会出现一些毫米大小的白色颗粒。它们源自古罗马混凝土中的一种关键材料——生石灰(氧化钙)。生石灰与水反应可以生成熟石灰(氢氧化钙),可以在建筑中起到黏合作用。在显微镜下,研究人员还发现这些白色颗粒内部有许多小孔。
研究人员推测,一旦混凝土内部出现微小的裂缝,有少量水分入侵时,这些疏松多孔的颗粒可以迅速与水反应,产生饱和的钙溶液,而钙溶液可以析出晶体,填充进裂缝中。
为了验证这种猜想,研究人员分别制作了古代和现代配方的混凝土样品,并故意使其开裂,然后让水从裂缝中流过。果然,不到两周时间,采用古代配方的混凝土就完全“愈合”了,而现代混凝土没有变化。
这一发现或许可以用到现代建筑中,以增强各种建筑的使用寿命和安全性。
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