IT之家 1 月 7 日消息，研究人員在過去幾十年時間里，都希望試圖揭開古羅馬人造出的混凝土為何能夠保存兩千多年的秘密。來自麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)以及意大利和瑞士實驗室的一組研究人員在這一領(lǐng)域取得了新的進展。
根據(jù) MIT News 報道，這支科研團隊發(fā)現(xiàn)了包含多種關(guān)鍵自我修復(fù)功能的古老混凝土制造工藝。
多年來，研究人員一直認為古代混凝土耐久性的關(guān)鍵是基于一種成分：火山灰材料，例如來自那不勒斯灣波佐利地區(qū)的火山灰。這種特殊的灰燼甚至被運往廣闊的羅馬帝國各地用于建筑，并被當(dāng)時的建筑師和歷史學(xué)家描述為混凝土的關(guān)鍵成分。
經(jīng)過仔細檢查，這些古代樣品還包含小而獨特的毫米級亮白色礦物特征，長期以來，人們一直認為這些礦物是羅馬混凝土中無處不在的成分。這些白色塊狀物，通常被稱為“石灰碎屑”（lime clasts），源自石灰，這是古代混凝土混合物的另一個重要成分。
IT之家了解到，此前研究只是證明存在“石灰碎屑”，而在最新研究中發(fā)現(xiàn)這些微小的石灰碎屑賦予了混凝土前所未有的自愈能力。
從歷史上看，人們一直認為，當(dāng)石灰被摻入羅馬混凝土?xí)r，它首先與水結(jié)合形成一種高反應(yīng)性的糊狀材料，這一過程被稱為熟化。但是這個過程本身并不能解釋石灰碎屑的存在。
通過研究這種古老混凝土的樣本，他和他的團隊確定白色內(nèi)含物確實是由各種形式的碳酸鈣構(gòu)成的。光譜檢測提供的線索表明，這些物質(zhì)是在極端溫度下形成的，正如使用生石灰代替混合物中的熟石灰或與熟石灰一起使用所產(chǎn)生的放熱反應(yīng)所預(yù)期的那樣。
在熱混合過程中，石灰碎屑會形成一種特有的脆性納米顆粒結(jié)構(gòu)，形成一種容易破碎和反應(yīng)的鈣源，正如該團隊所建議的那樣，它可以提供關(guān)鍵的自我修復(fù)功能。
一旦混凝土內(nèi)開始形成微小裂縫，它們就會優(yōu)先穿過高表面積的石灰碎屑。然后，這種材料可以與水反應(yīng)，形成鈣飽和溶液，該溶液可以重結(jié)晶為碳酸鈣并迅速填充裂縫，或與火山灰材料反應(yīng)以進一步強化復(fù)合材料。
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