可以肯定地說，古羅馬人對基礎設施略知一二。
他們是最早提煉石灰、頁岩、粘土和骨料岩石等基本元素的人之一，我們今天稱之為混凝土；然後，他們傾注了數十億噸混凝土，建造了人類歷史上最偉大的帝國之一——其標誌性遺蹟至今仍屹立在現代歐洲各地。
但是羅馬人是否也掌握著一個秘密，可以幫助萬神殿和鬥獸場等混凝土結構經受住 15 個多世紀的氣候變化？
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由麻省理工學院領導的研究發現證據表明他們確實掌握了秘密，這一發現可能對減少碳排放和建立現代氣候適應性基礎設施產生影響。
在科學進展雜誌上發表的最近的一項研究中，麻省理工學院和哈佛大學的專家發現，通常在羅馬時代混凝土中發現的富含鈣的礦物質沉積物，稱為“石灰岩碎屑”，賦予建築物和結構“以前未被認識到的自愈能力”。
然而，根據研究人員的說法，這並沒有什麼神奇之處，他們將這些碎屑描述為“白色塊狀”岩石，這些岩石起源於石灰，並在羅馬混凝土中呈現為“小的、獨特的、毫米級的”特徵。
該研究的資深作者、麻省理工學院土木與環境工程教授阿德米爾·馬西奇表示，他長期以來一直對這種有 2000 年曆史的材料中不尋常的沉積物感到著迷，這些沉積物在現代混凝土中是找不到的。事實上，按照今天的混凝土製造標準，這些沉積物被視為雜質。
馬西奇在一份新聞稿中說：“石灰岩碎屑的存在僅僅歸因於質量控制不佳的觀點一直困擾著我。” “如果羅馬人在製造一種出色的建築材料方面付出瞭如此多的努力，遵循了幾個世紀以來最佳化過的所有詳細配方，那麼他們為什麼在確保生產出混合均勻的最終產品方面投入如此少的精力呢？這其中肯定有更多的故事。”
確實如此。
在光譜檢查以及高解析度、多尺度成像和化學mapping技術的幫助下，研究人員對羅馬混凝土製造者如何使用石灰岩碎屑有了新的見解。
然後，該團隊使用羅馬和現代方法生產了所謂的“熱拌混凝土”樣品。材料硬化後，科學家們故意在樣品上開裂縫，並讓水流過裂縫。
對於使用古代混合技術的樣品，“裂縫在兩週內完全癒合”，水不再流過材料。石灰岩碎屑幫助完成了一個化學過程，從而實現了“自愈”。與此同時，一塊沒有石灰岩碎屑結構的相同混凝土從未癒合，水一直流過樣品。
不同之處在於，科學家們認為，羅馬工藝涉及一種稱為生石灰的高化學反應性石灰形式，這有助於自愈過程。今天，這種石灰形式不用於製造混凝土。
這些發現與當今的氣候挑戰相關，首先是證明了一種古老的混凝土生產方法產生了高度彈性的基礎設施。其次，研究人員表示，更具彈性的混凝土的開發“可能有助於減少水泥生產對環境的影響，水泥生產目前約佔全球溫室氣體排放量的 8%”。
除了麻省理工學院和哈佛大學，該研究的貢獻者還包括來自義大利和瑞士研究機構的專家。
經 POLITICO, LLC 許可，轉載自E&E News。版權所有 2023 年。E&E News 為能源和環境專業人士提供重要新聞。