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標題: 科學家試圖揭開古羅馬建築屹立千年之謎 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2023-1-14 01:05 AM 標題: 科學家試圖揭開古羅馬建築屹立千年之謎

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　　古羅馬時代所建造的雄偉建築﹐已屹立數千年﹐至今仍留存於世。這證明了羅馬工程師無與倫比的聰明才智﹐他們在混凝土的使用上達到了盡善盡美的境界。然而﹐他們所使用的建築材料﹐究竟是如何在萬神殿(有著世界上最大的無鋼筋圓頂)﹑羅馬競技場等巨大建築物中發揮作用﹐使它們能留存超過兩千年呢？
　　在許多案例中﹐羅馬建築的混凝土都被證實較為耐用。與它們相當的現代混凝土則會在數十年內就毀壞。在1月6日發表於《科學進展》(Science Advances)期刊的研究中﹐科學家表示﹐他們終於明白了其中的神祕成分﹐如何使羅馬人的建築材料歷久不壞﹐還能在如碼頭﹑下水道及地震帶等較為棘手的環境中﹐創造出如此精美複雜的建築結構。
　　研究團隊中包含美國﹑意大利和瑞士的研究員。他們分析的混凝土樣本﹐來自意大利中部考古遺址普里韋爾諾的城牆﹐其有兩千年歷史並且與整個羅馬帝國發現的其它混凝土有相似的組成。他們發現混凝土中被稱為石灰碎屑(lime clasts)的白色厚塊使混凝土能修復因時間而產生的裂縫。然而先前這些白色的塊狀物都被科學家忽略了﹐只把它們視作混凝土混合過稀或使用劣質原料的證據。
　　「在我看來﹐很難相信古羅馬工程師會出現這樣的失誤﹐因為無論在挑選或是處理材料上﹐他們都相當謹慎。」新研究作者﹐來自麻省理工學院土木與環境工程學的副教授阿德米爾·馬斯(Admir Masic)表示。「學者寫下了精確的混凝土製作法﹐且廣泛實行於羅馬帝國境內的工程中。」馬斯補充。
　　本次的新發現有助於使今日混凝土的製造更加耐久﹐甚至可能改變整個社會﹐達到羅馬人曾經的輝煌。「混凝土導致羅馬人出現了建築革命。」馬斯說﹐「羅馬人有能力創造﹐並將城市變成美麗且令人驚豔的居住地。此革命基本上徹底改變了人類生活居住的方式。」。
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　　混凝土本質上為人造石頭﹐由水泥混合所構成。水泥是一種黏合劑﹐原料通常有石灰岩﹑水﹑細粒料(砂或細碎石)和粗粒料(礫石或碎石)。馬斯說﹐羅馬文檔曾顯示黏合劑中有使用熟石灰﹐這也是為何過去學者們斷定羅馬的混凝土是由熟石灰所製成。
　　隨著進一步調查﹐研究員發現石灰碎屑的產生﹐與混合混凝土時使用生石灰(氧化鈣)有關﹐可能為單獨使用生石灰﹐或生石灰與熟石灰結合。熟石灰是石灰與其它成分混合前即先加水混合﹐生石灰則為乾燥形式的石灰岩﹐極具活性與危險性﹐易起化學反應。
　　對混凝土進行更多的分析顯示﹐極高溫度下所形成的石灰碎屑與生石灰的使用有關﹐而「熱拌」(hot mixing)則是混凝土持久耐用的關鍵。「熱拌法的好處是雙重的。」馬斯在一份新聞稿中提到﹐「首先﹐當混凝土整體加熱至高溫﹐其化學特性便能充分發揮﹐產生除高溫外不能產生的化合物﹐若只使用熟石灰則無法。此外﹐升高的溫度大幅減少了固化及凝固時間﹐因所有的化學反應都加速了﹐建造過程也能更加迅速。」。
　　為調查羅馬的混凝土能自我修復的能力是否來自石灰碎屑﹐研究團隊進行了一項實驗。他們製作了兩種混凝土樣本﹐一種依循羅馬人的配方﹐另一種則按照現代標準﹐接著故意使樣本產生裂縫。兩週後﹐水無法流過依羅馬配方所製作的混凝土﹐然而卻可順利穿越不含生石灰的混凝土塊。
　　他們的研究成果指出﹐石灰碎屑能溶解於裂縫中﹐並在暴露於水中後再結晶﹐使由侵蝕﹑風化所形成的裂縫擴大前便癒合。研究人員表示﹐這項自我修復的能力﹐為製作更加耐久﹐因而更永續的現代混凝土創造了條件。這將減少混凝土的碳足跡﹐根據研究﹐其佔全球溫室氣體排放量的8%。
　　多年來﹐研究員一直認為是來自拿坡里灣波佐利地區的火山灰﹐使得羅馬建築物如此堅固。火山灰被運送至廣大的羅馬帝國各地﹐於建造中使用。且在當時建築師和歷史學家的記載中﹐這種灰被視為混凝土的重要原料。馬斯表示﹐這兩種成分都相當重要﹐然而石灰在過去一直被忽視。

作者: conductor57 時間: 2023-1-15 10:42 PM

喔喔古人的智慧真是神奇，長知識了

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