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标题: 科学家发现古罗马人是如何制造“自我修复”的水泥 [打印本页]

作者: 隆龙 时间: 2023-6-19 22:55
标题: 科学家发现古罗马人是如何制造“自我修复”的水泥

几代人以来，有一个题目一直困扰着全世界的历史学家和考古学家--古代罗马人是如何制作出云云坚固的水泥结构，以至于至今仍屹立不倒?

本周由麻省理工学院（更好地称为MIT）发表的一项研究终极回复了罗马人是如何做到的。

到场这项研究的科学家来自哈佛大学、意大利DMAT和瑞士Meccanica dei Materiali研究所。

石灰碎屑--是石灰石的块状物--以前被认为是不良水泥混合技能的副产物，而现实上，它们以风趣的方式帮助将水泥粘合在一起。

这项研究的作者、麻省理工学院教授Admir Masic说，他一直对这项技能很感兴趣。

Admir Masic说：“自从我第一次开始研究古罗马混凝土以来，我就一直对这些特性感到着迷。”

“这些在现代混凝土配方中是找不到的，那么为什么它们会出如今这些古老的材料中呢?”

研究表明，古罗马人使用活性形态的石灰(一种被称为生石灰的材料)，并将其与石灰石混合，产生一种可以自愈水泥的化学反应，这一过程被称为“热混合”。

罗马的帕台农神殿和水渠等古罗马修建有大量的未加固的水泥。

这些修建早在公元128年就已建成，如今仍然屹立不倒，乃至以其原始情势运行。

该研究表明它们的耐久性来自于热混合过程。

目前还不知道古罗马的制作者是否知道他们创造了这种粘合剂，或者这只是纯粹的运气--然而，科学家们说，本日屹立不倒的大多数古代水泥结构都含有相同的化学身分，这些化学身分是由热混合过程制成的。

它是如何工作的？

生石灰重要是由碳酸钙组成的。

古罗马的修建者将生石灰与其反应性较低的同类产物石灰碎屑混合，以创造一种自愈的材料。

当新团结的材料形成时，石灰碎块在其外貌形成微小的脆性钙纳米颗粒。

纳米钙颗粒具有高度的反应性，因此当水泥中形成微小的裂缝并开始有水渗入时，钙和水就会引起化学反应，使水泥重新结晶为碳酸钙，在其自身顶部形成裂缝时填充裂缝。

这种化学反应是瞬间同时发生的，这意味着水泥中的裂缝可以在它们扩散之前自我“愈合”。

研究小组通过模仿古代的水泥混合技能证实了这是罗马人制作坚固的水泥结构的方式。

研究小组混合了两种水泥块，一个有生石灰混合物，另一个没有。

在将水倒入含有生石灰的仿制水泥后的两周内，裂缝就完全“愈合”了。

同一块没有添加生石灰的水泥块，裂缝一直没有愈合，而且裂缝还在继续伸张。

他们测试的乐成促使该团队思量将这种水泥的自我修复潜力商业化。

Admir Masic说：“想到这些更耐用的混凝土配方不仅可以延长这些材料的使用寿命，而且还可以进步3D打印混凝土配方的耐用性，这真是令人高兴。

Admir Masic希望这种新的水泥混合技能可以帮助最大限度地淘汰现代水泥制造对情况的影响，由于现代水泥制造占举世温室气体排放量的8%。

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