科學家終於曉得古羅馬混凝土為何能屹立千年

你曾否好奇，為何建於2000年前的羅馬萬神殿至今依然巍然屹立？這座擁有全球最大無筋混凝土圓頂的建築，其秘密不僅在於特殊的材料配方，更在於獨特的製作工藝。

研究團隊在古羅馬混凝土樣本中發現了細小的白色石灰顆粒，最初被認為是混合不均勻的結果。然而，MIT材料科學家Admir Masic指出，古羅馬人對建材的製作要求十分嚴格，這些石灰顆粒的存在不可能僅是混合不佳。團隊分析了來自義大利Privernum的2000年歷史的混凝土樣本，運用了多種高精度檢測方法，包括掃描電子顯微鏡和X射線能譜分析，發現這些石灰顆粒與傳統認知不符。

傳統認知認為，羅馬人是將消石灰（熟石灰）與火山灰混合製成混凝土。但研究發現，他們很可能是直接將生石灰與火山灰在高溫下混合，這種「熱混合」工藝賦予混凝土驚人的自癒能力。

當混凝土出現裂縫時，裂縫會優先延伸至這些石灰塊。遇水後，石灰會發生化學反應，形成富含鈣的溶液，進而結晶形成碳酸鈣，自動「修復」裂縫。研究團隊實驗證實，採用這種工藝製作的混凝土在兩週內就能自行修復裂痕。

生石灰與火山灰在高溫下混合　遇水可自動結晶修復

這一發現不僅解開了古羅馬建築歷久彌新的秘密，更為現代混凝土技術開闢了新方向。研究團隊目前正致力於將這項技術商業化，期待能開發出更環保、更耐久的新型混凝土，造福人類。

這項研究不僅展現了古羅馬工程師的智慧，也提醒我們：有時看似的缺陷，可能正是精心設計的傑作。正如MIT材料科學家Masic所說：「羅馬人怎麼可能在如此重要的建材上馬虎處理？背後必定另有玄機。」

想想看，一項2000年前的技術創新，至今仍在啟發現代科技的發展，這不正是科技傳承最迷人之處嗎？這項研究有望推動現代建築材料的革新。Masic表示，更耐用的混凝土不僅可以延長建築壽命，還可能改善3D列印混凝土的持久性，並為環保混凝土提供新方向。該研究成果已發表於《Science Advances》期刊。

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首圖來源：Ed Freeman/Stone/Getty Images(CC BY 4.0)

影片來源：Science Advances (CC BY 4.0)

參考論文：
Hot mixing: Mechanistic insights into the durability of ancient Roman concreteScience Advances

延伸閱讀：
1、西班牙挖掘出古羅馬廣場遺址