古罗马人是建筑和工程的大师，也许是渡槽代表的最著名的。那些仍然有用的奇迹依赖于一种独特的建筑材料：Pozzolanic混凝土，这是一种壮观的耐用混凝土，使罗马结构具有令人难以置信的力量。
即使在今天，他们的建筑物之一 - 万神殿，仍然完好无损，历史了近2000年 - 拥有世界上最大的未加固混凝土圆顶的记录。
这种混凝土的特性通常归因于其成分：Pozzolana是火山灰的混合物 - 以意大利城市Pozzuoli的名字命名，可以找到大量的沉积物 - 酸橙。当与水混合时，两种材料可以反应以产生浓缩混凝土。
但事实证明，这并不是整个故事。 2023年，由马萨诸塞州理工学院（MIT）领导的国际研究人员团队发现，不仅材料与我们可能想到的材料略有不同，而且用来混合它们的技术也有所不同。
吸烟枪是小的白色石灰块，可以在似乎是混合物的混凝土中找到的。这些块的存在以前归因于混合或材料不佳，但这对MIT的材料科学家崇拜没有意义。
“这些石灰碎屑的存在只是归因于低品质的控制总是困扰着我的想法，”Masic说早在2023年1月。
“如果罗马人在制作出色的建筑材料上付出了很大的努力，遵循了许多世纪以来对所有详细的食谱进行了优化，为什么他们会很少努力确保生产良好的最终产品这个故事必须更多。”
Masic和该团队由MIT土木工程师Linda Seymour领导，从意大利的Privernum考古遗址仔细研究了2,000年历史的罗马混凝土样品。
对这些样品进行大区域扫描电子显微镜，能量分散性X射线光谱，粉末X射线衍射和共聚焦拉曼成像，以更好地了解柠檬层。
考虑的问题之一是使用的石灰的性质。对火山灰混凝土的标准理解是它使用蓝色石灰。首先，在高温下加热石灰石，以产生高反应性苛性粉称为生石灰，或氧化钙。
将快速lime与水混合产生蓝石灰或氢氧钙：反应性，苛性糊状的糊状。根据理论，古罗马人与Pozzolana混合了正是这种屠杀的石灰。
根据团队的分析，样本中的石灰碎屑与此方法不一致。相反，罗马混凝土可能是通过在极高的温度，或除了成蓝色的石灰下直接将果皮和水混合在一起而制成的，该过程称团队称之为“热混合”，从而导致石灰碎屑。
“热混合的好处是双重的，”Masic说。
“首先，当将整个混凝土加热到高温时，它允许仅使用蓝色石灰，产生高温相关的化合物，而这些化合物是不可能的，这些化合物可能不会形成。其次，这种升高的温度显着降低了固化和设置由于所有反应都加速了，因此可以更快地结构。”
它还有另一个好处：石灰碎屑赋予具体的出色自我修复能力。
当混凝土中形成裂纹时，它们优先传播到石灰碎屑，其表面积比矩阵中的其他颗粒更高。当水进入裂缝时，它会与石灰反应，形成富含钙的溶液，该溶液干燥并变硬为碳酸钙，将裂纹粘在一起并防止其进一步扩散。
这已经观察到在另一个拥有2,000年历史的塞西利亚米特拉墓中的混凝土中，混凝土中的裂缝充满了方解石。这也可以解释为什么2，000年前建造的Roman Concrete尽管海洋持续不断地遭受袭击，但仍在数千年中幸存下来。
因此，该团队通过使用Quicklime从古代和现代食谱中制作Pozzolanic混凝土来测试他们的发现。他们还没有快速lime并进行了裂纹测试，制作了控制混凝土。果然，破裂的果子混凝土在两周内得到了充分治愈，但控制混凝土保持破裂。
该团队现在正在致力于将其混凝土商业化为当前混凝土的更环保替代品。
“考虑到这些更耐用的混凝土配方不仅可以扩大这些材料的使用寿命，而且还可以如何提高3D打印混凝土配方的耐用性，这令人兴奋，”Masic说。
该研究已发表在科学进步。
本文的一个版本于2023年1月首次发布。
