古罗马建筑为何能上千年屹立不倒
科学日报报道，没有去过罗马万神殿、图拉真市场、罗马斗兽场或者其它经历了时间的考验并矗立了近两千年的古罗马混凝土纪念碑的罗马之旅是不完整的。近日一支国际和跨学科研究人员小组利用美国能源部（DOE）劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的先进光源(ALS)X射线发现了理解罗马混凝土建筑的长寿和持久性的关键。
利用ALS光束线12.3.2,一种超导体弯曲磁铁X射线微观衍射的光束线，研究小组调查了罗马火山灰-石灰砂浆的复制品，后者曾经在康奈尔大学接受了断裂测试实验。在始建于公元110年的图拉真市场的混凝土墙壁上，这些砂浆连接了鹅卵石大小的凝灰岩和砖块碎片。通过观察砂浆在180天的固化过程中发生的矿物学变化，并将其与1900年历史的原始样本进行对比，研究小组发现一种透明的水合物会阻止微裂隙的传播。
“砂浆会通过板状水化硅铝酸钙（strätlingite）在原位置的结晶来阻止微裂隙，水化硅铝酸钙是一种可以加强界面区和胶结基质的持久的钙-铝-硅酸盐矿物，”带领进行这项研究的美国加州大学伯克利分校土木和环境工程学院的火山学家玛丽·杰克逊（Marie Jackson）这样说道。“板状晶体的密集交互生长阻止了微裂隙的传播，同时保证了微观层面上的内聚力，这将进一步促进混凝土在地震活跃的环境里维持上千年的化学弹性和结构完整性。”这项研究被发表在期刊《美国国家科学院院刊》上，其它研究合作作者还包括艾瑞克·兰迪斯（Eric Landis）、菲利普·布鲁内（Philip Brune）、马西莫·维蒂（Massimo Vitti）、陈恒（Heng Chen）、李琴飞（Qnfei Li）、马丁·库恩茨（Martin Kunz）、汉斯-鲁道夫·温克（Hans-Rudolf Wenk）、保罗·蒙特罗（Paulo Monteiro）和安东尼·英格拉菲(Anthony Ingraffea)。
