龐貝古城揭古羅馬混凝土牆具自我修復能力 疑成歷史建築千年不倒關鍵

意大利龐貝古城遺址日前有驚人新發現。科學家在火山灰掩埋的建築工地,發現了古羅馬時期製作混凝土的關鍵技術。這項發現揭示了古羅馬人如何製造出極為耐用,甚至具備「自我修復」能力的革命性建材,為現代建築業帶來啟示。

這處「凍結在時間中」的工地,是因公元79年維蘇威火山爆發而被瞬間掩埋。當時,龐貝這座城市還未從公元63年大地震的損毀中完全修復,便被火山灰和岩石迅速淹沒,因此保留了施工過程的原始狀態。

科學家在意大利龐貝古城遺址,發現了古羅馬時期製作混凝土的關鍵技術。路透社
科學家在意大利龐貝古城遺址,發現了古羅馬時期製作混凝土的關鍵技術。路透社

 

 

 

 

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據研究指出,羅馬人製作混凝土的奧秘在於使用了「熱拌混合」(hot mixing)技術。他們將生石灰與水、火山岩和火山灰混合,利用生石灰與水產生自然加熱的化學反應,從而製成混凝土。

領導這項研究的美國麻省理工土木與環境工程教授馬西克(Admir Masic)表示,龐貝的遺址「精準地維持在火山爆發那一刻」,讓研究員得以在未完工的牆壁旁,找到預先混合的乾料堆以及稱量工具,清晰捕捉了施工步驟本身,這與經過數百年風化的舊建築物有極大不同。

含「石灰碎屑」 可化學性修補裂縫

羅馬人利用這種能在水下硬化的混凝土,建成了圓頂神廟、競技場、公共浴場等宏偉建築,以及龐大的水道和橋樑系統。研究員發現,「熱拌混合」技術造就了這種混凝土的獨特性能——自我修復特性。

原來,羅馬混凝土中含有「石灰碎屑」(lime clasts),當水分滲入建築物時,碎屑會溶解並重新結晶,自動修補混凝土結構中出現的微小裂縫。這種化學修復機制,正是古羅馬建築能歷經千年而不倒的關鍵之一。

馬西克指出,羅馬人在公元前與公元1世紀開始將混凝土工業化,讓建築師得以擺脫傳統建材的限制,建造出巨大的整體結構和複雜的拱頂,從根本上改變了城市的建設模式和基建的想像。

馬西克認為,龐貝古城揭示的古代原理雖然無法完全取代現代標準,但可為工程界設計下一代更耐久、低維護、低碳的混凝土材料提供重要參考。

這項研究已於周二(9日)在權威學術期刊《自然通訊》(Nature Communications)上發表。

龐貝古城距離羅馬大約係240千米,其猶如一個「時空膠囊」,自公元79年被掩埋後沉睡了1,500年,直到1599年因開闢地下水道而意外重現。火山灰迅速掩蓋了一切,將當時人們的瞬間表情、動作,以至生活物品(如麵包和錢幣)都完好保留至今。

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