龐貝遺跡揭古羅馬混凝土奧秘
(路透羅馬9日電)科學家在龐貝遺址發現一處因西元79年維蘇威火山爆發凍結在時間中的工地,從而釐清了古羅馬混凝土製作秘訣。這種建材耐久甚至有自我修復能力,為當時的建築帶來革命性變革。
這處工地施工當時,正逢維蘇威火山(Mount Vesuvius)爆發,將龐貝(Pompeii)埋在火山灰與岩石下。研究人員發現一些牆壁仍未完工的房間,且看到預先混合的乾料堆以及用於稱量與測量的工具,供混凝土製作之用。
研究領導人、美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)土木與環境工程教授馬西克(Admir Masic)在今天刊登於「自然通訊」(Nature Communications)期刊的研究中表示:「研究這個遺址時,我彷彿穿越了時空,站在工人身旁,看著他們攪拌和鋪設混凝土。」
混凝土是不可或缺的建材,幫羅馬人建造了競技場(如羅馬競技場)、圓頂神廟(如萬神殿)、公共浴場等大型建築以及水道與橋樑,都是當時前所未見的結構。由於混凝土可在水下硬化,對港口與防波堤的建設也至關重要。
羅馬人製作混凝土的確切方法一直存在爭論,近期的考古發現似乎與西元前1世紀建築師兼工程師維特魯威(Vitruvius)著作描述的不一致。
龐貝最新發現顯示,羅馬人使用稱為「熱拌混合」(hot mixing)的技術,直接將生石灰與水及火山岩和火山灰混合,使其產生自然加熱的化學反應,這與維特魯威約百年前描述的方法不同。
馬西克說:「龐貝保存了建築、材料,甚至連施工進行到哪一步的狀態,都精準維持在火山爆發當下。與經過數百年修補或風化的完工建築不同,這個遺址捕捉的是施工過程本身。」
該建築包含居住空間,也包含運作中的麵包坊,內有烤爐、洗穀盆與儲存空間。當中的證據顯示,維特魯威描述的熟石灰技術並未用於築牆。
或許在龐貝這項工程進行時,熟石灰技術已經過時。
熱拌混合技術有助混凝土的自我修復特性,使其能夠化學性地修補裂縫。這種混凝土含有「石灰碎屑」(lime clasts),能在水滲入時溶解並重新結晶,修復裂縫。
馬西克說,羅馬人西元前與西元1世紀開始將混凝土工業化,「這讓建築者得以建造巨大的整體結構、複雜的拱頂與圓頂,以及可在水下硬化的混凝土港口。混凝土根本上改變了能建造什麼,以及城市與基礎建設的想像方式」。
對羅馬混凝土有新的了解,或許能為現代建築助上一臂之力。
馬西克說:「現代混凝土通常缺乏自我修復能力,在我們追求更耐久、低維護的基礎設施時,這點愈發重要。」
「古代技術雖然無法直接取代現代標準,但其中揭示的原理,可用於設計下一代耐久、低碳的混凝土。」中央社(翻譯)