写的氮杂2017年7月5
罗马作家老普林尼(Pliny the Elder)在他写于公元79年左右的《自然史》(Naturalis Historia)一书中写道，海港中的混凝土结构，在海水不断的冲击下，变成了“一块巨石，坚如磐石，一天比一天强。”
2003年，在托斯卡纳的科萨努斯，ROMACONS在一个海洋建筑上钻探。钻探得到托斯卡纳的Soprintendenza考古学家的许可。(图片来源:J. P. Oleson)
这并不是歪曲事实。虽然现在的海洋混凝土结构在几十年内就会崩塌，但有2000年历史的罗马防波堤和码头至今仍完好无损，而且比它们最初建造时还要坚固。地质学家玛丽·杰克逊来自犹他大学研究罗马混凝土的微观结构和矿物，就像研究火山岩一样。她和她的同事们发现，海水通过混凝土过滤会导致联锁矿物质的增长，从而为混凝土提供额外的内聚力。研究结果发表在《美国矿物学家》杂志上。
罗马混凝土与波特兰水泥
罗马人创造混凝土的方法是将火山灰与海水和石灰混合制成砂浆，然后在砂浆中加入火山岩碎片，作为混凝土中的“骨料”。生石灰、水和火山灰的结合产生了一种火山灰反应，它以那不勒斯湾的波佐利市命名。根据普林尼的描述，罗马人可能是从该地区普遍发现的天然胶结火山灰沉积(即凝灰岩)中获得这种混合物的想法。
这种集团式的混凝土被用于多种建筑结构，包括图拉真市场和罗马万神殿。巨大的海洋建筑保护港口不受海洋影响，并作为仓库和船舶的广泛锚地。
现代波特兰水泥混凝土也使用岩石骨料，但有一个关键的变化:砾石颗粒和沙子是惰性的。yabo214与水泥糊的任何反应都可能导致凝胶的形成，使混凝土膨胀并破裂。
这种碱性二氧化硅反应发生在全世界，是波特兰水泥混凝土结构破坏的主要原因之一。
犹他大学地质学家玛丽杰克逊
重新发现罗马混凝土
在杰克逊在罗马休假的那一年，她开始对罗马混凝土感兴趣。她最初研究了凝灰岩，然后研究了火山灰沉积物，很快就迷上了它们在产生罗马混凝土非凡坚固性方面的作用。
杰克逊和她的同事们开始研究使罗马建筑混凝土如此坚固的因素。她说，其中一个因素是骨料和砂浆之间的共生矿物阻止了裂缝的扩大，而波特兰水泥中非活性骨料的表面只会帮助裂缝进一步扩大。
在2002 - 2009年罗马港混凝土的另一个研究中，罗马港混凝土在2002 - 2009年，杰克逊和她的同事在海洋迫击炮中发现了一种非常罕见的矿物矿物质矿物质（Al-Tobermorite）。通过在适度升高的温度下通过火山颗粒形成的矿物晶体。yabo214Al-tobermorite惊讶的杰克逊的存在。“这是很难做到的。”她说矿物质。在实验室中合成它需求升高的温度并导致少量。
海水腐蚀
对于新的研究，杰克逊和其他研究人员回顾了罗马顿钻孔核心，使用一系列技术研究了它们，包括在先进光源梁线12.3.2在劳伦斯伯克利国家实验室的微荧光和微荧光分析。他们了解到，在泡沫颗粒和胶结基质中形成的铝纤维和相关的沸石矿物质，在浮石中形成。yabo214从早期的研究来看，该团队意识到罗马混凝土的火山静音固化过程是简短的。其他一些因素必须导致矿物质在混凝土硬化后长时间长度形成低温。
还没有人在20摄氏度的温度下生产托勃莫来石。哦——除了罗马人!作为地质学家，我们知道岩石会变化。变化是地球物质不变的。亚博网站下载那么变化是如何影响罗马建筑的耐久性的呢?
犹他大学地质学家玛丽杰克逊
该团队得出结论，当海水穿过墩和椎间体中的混凝土时，它溶解了火山灰的部分，并允许新的矿物质从非常碱性浸出的流体，主要是百分比的百分比氟化物和al-tobermorite。该Al-Tobermorite含有二氧化硅的组合物，类似于在火山岩中发育的晶体。晶体是板状的，加强胶结基质。互锁板促进了混凝土的抗脆性断裂的抵抗力。
杰克逊解释说，这种类似腐蚀的过程通常是先进材料的负面影响，“亚博网站下载我们正在寻找一个违背的系统，这是一个不想要在水泥的混凝土中的一切，“她说。杰克逊还补充说:我们正在寻找与海水开放化学交流的系统。“
现代罗马混凝土
考虑到罗马混凝土的耐久性能，为什么它没有被更频繁地使用，特别是因为硅酸盐水泥的制造会产生大量的二氧化碳排放?
“配方已经完全丢失了，”杰克逊说。她对古罗马文献进行了全面的研究，但尚未发现精确的搅拌海泥的技术，以完全重建混凝土。
罗马人很幸运，他们必须使用的岩石类型。他们观察到火山灰生长豆腐产生凝灰岩。我们在很多世界上没有那些岩石，所以必须有替换。
犹他大学地质学家玛丽杰克逊
她目前正与地质工程师汤姆亚当斯进行替代食谱，而是使用来自西方美国西部的材料。她的实验中使用的海水由杰克逊从滨海码头伯克利伯克利收集。亚博网站下载
罗马具体需要时间从海水形成力量，并且具有比普通波特兰水泥的压缩强度更少。出于这些原因，罗马混凝土可能变得普遍，但在特定的环境中可能是有益的。
杰克逊最近参与了英国斯旺西计划修建的潮汐湖，以利用潮汐能。她说，这个泻湖要运营一个多世纪才能收回建造成本，“你可以想象，按照我们现在的建造方式，到那个时候，它会是一大堆被腐蚀的钢铁。”相比之下，罗马具体原型可以保持不断的几个世纪。
Jackson表示，虽然研究人员已经找到了关于混凝土砂浆的许多问题的答案，但骨料材料中的长期化学反应仍有待研究。亚博网站下载她计划继续从事普林尼和其他罗马学者的研究工作，这些学者努力探索混凝土的奥秘，“罗马人关心这个，”杰克逊说．她补充说，“如果我们要在海里建造，我们也应该关心它。”
海水如何加固罗马混凝土