可以肯定地说，古罗马人对基础设施略知一二。
他们是最早提炼石灰、页岩、粘土和骨料岩石等基本元素的人之一，我们今天称之为混凝土；然后，他们倾注了数十亿吨混凝土，建造了人类历史上最伟大的帝国之一——其标志性遗迹至今仍屹立在现代欧洲各地。
但是罗马人是否也掌握着一个秘密，可以帮助万神殿和斗兽场等混凝土结构经受住 15 个多世纪的气候变化？
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由麻省理工学院领导的研究发现证据表明他们确实掌握了秘密，这一发现可能对减少碳排放和创建现代气候适应性基础设施产生影响。
在科学进展杂志上发表的最近的一项研究中，麻省理工学院和哈佛大学的专家发现，通常在罗马时代混凝土中发现的富含钙的矿物质沉积物，称为“石灰岩碎屑”，赋予建筑物和结构“以前未被认识到的自愈能力”。
然而，根据研究人员的说法，这并没有什么神奇之处，他们将这些碎屑描述为“白色块状”岩石，这些岩石起源于石灰，并在罗马混凝土中呈现为“小的、独特的、毫米级的”特征。
该研究的资深作者、麻省理工学院土木与环境工程教授阿德米尔·马西奇表示，他长期以来一直对这种有 2000 年历史的材料中不寻常的沉积物感到着迷，这些沉积物在现代混凝土中是找不到的。事实上，按照今天的混凝土制造标准，这些沉积物被视为杂质。
马西奇在一份新闻稿中说：“石灰岩碎屑的存在仅仅归因于质量控制不佳的观点一直困扰着我。” “如果罗马人在制造一种出色的建筑材料方面付出了如此多的努力，遵循了几个世纪以来优化过的所有详细配方，那么他们为什么在确保生产出混合均匀的最终产品方面投入如此少的精力呢？这其中肯定有更多的故事。”
确实如此。
在光谱检查以及高分辨率、多尺度成像和化学mapping技术的帮助下，研究人员对罗马混凝土制造者如何使用石灰岩碎屑有了新的见解。
然后，该团队使用罗马和现代方法生产了所谓的“热拌混凝土”样品。材料硬化后，科学家们故意在样品上开裂缝，并让水流过裂缝。
对于使用古代混合技术的样品，“裂缝在两周内完全愈合”，水不再流过材料。石灰岩碎屑帮助完成了一个化学过程，从而实现了“自愈”。与此同时，一块没有石灰岩碎屑结构的相同混凝土从未愈合，水一直流过样品。
不同之处在于，科学家们认为，罗马工艺涉及一种称为生石灰的高化学反应性石灰形式，这有助于自愈过程。今天，这种石灰形式不用于制造混凝土。
这些发现与当今的气候挑战相关，首先是证明了一种古老的混凝土生产方法产生了高度弹性的基础设施。其次，研究人员表示，更具弹性的混凝土的开发“可能有助于减少水泥生产对环境的影响，水泥生产目前约占全球温室气体排放量的 8%”。
除了麻省理工学院和哈佛大学，该研究的贡献者还包括来自意大利和瑞士研究机构的专家。
经 POLITICO, LLC 许可，转载自E&E News。版权所有 2023 年。E&E News 为能源和环境专业人士提供重要新闻。