一处被时间尘封近两千年的罗马建筑工地，为科学家揭开了古代混凝土惊人耐久性的关键秘密。公元79年维苏威火山爆发使庞贝瞬间湮灭，而就在这层火山灰下，一座保存完好的施工现场静静躺了近两千年，向现代人展示古罗马工程的真正技艺。
考古队在遗址中发现了整齐堆放的建材——这些材料正是用于制造罗马传奇混凝土的核心成分。正是这种混凝土，让万神殿那座巨大的无钢筋圆顶屹立至今。庞贝建筑工地的完好程度，让研究人员得以捕捉古代工匠的“施工瞬间”，仿佛时间被冻结，工具与材料都保持着被匆匆放下时的模样。
最新分析表明，罗马混凝土之所以惊人耐久，与一种名为“热混合”的制作技术密切相关。麻省理工学院材料科学家阿德米尔·马西奇指出，这一工艺的核心不是先将石灰“熟化”，而是直接将火山灰和生石灰干混，再加入水。生石灰遇水会迅速发热，使混合物升温到普通石灰浆无法达到的程度。
高温带来了三重效果：它触发了独特的化学反应，生成常规技术中无法形成的矿物；它加速了混凝土的凝固，使建筑效率大幅提升；而最关键的是，它保留了未完全溶解的石灰碎屑，让混凝土获得令人难以置信的自愈能力。
当混凝土出现裂缝时，裂缝会优先延伸至内部的石灰颗粒。当雨水或湿气渗入，这些石灰再次与水反应，生成富钙溶液，并在裂缝中沉积、硬化成新的碳酸钙。这个过程相当于材料“自动补洞”，阻止裂缝继续扩大。因此，许多罗马遗迹历经洪水、地震、火山喷发，仍能保持结构稳定，而同类文明的建筑却早已消逝。
庞贝遗址中的干燥建材堆——火山灰、生石灰、石灰碎块乃至浮石颗粒——为这一推断提供了最直接的考古证据。显微成像显示砂浆中清晰保留着破碎的石灰块、逐渐渗入火山灰的反应边缘，以及在微小孔洞里结晶的方解石。这些迹象与实验室制造的热混合样本如出一辙。同位素分析也证明，这些材料经历了长期的碳酸化反应，是热混合工艺的典型特征。
有趣的是，这一工艺与古罗马建筑师维特鲁威在《建筑论》中描述的方法并不一致。书中提到的做法是先将石灰与水混合成熟石灰，再加入火山灰，但这种方法不会形成现代研究发现的石灰碎屑。这一矛盾困扰了学界多年。庞贝的发现说明，维特鲁威可能记录的是另一类建筑用途，而最耐用的混凝土，事实上源于热混合技术。
尽管罗马帝国早已灭亡，但它的建筑智慧依旧影响着现代世界。今天的混凝土虽然使用广泛，却脆弱且寿命有限，甚至成为全球碳排的主要来源之一。如果能够借鉴罗马人的方法，仅仅提升耐用性，就能让建筑减少维修、降低能源消耗，并在环境压力下更加稳固。
马西奇表示，他们并不想复制古罗马混凝土，而是希望把其中的关键机制转化为现代工艺。他创立的公司正致力于开发能够自我修复的混凝土材料，让未来建筑像罗马遗迹一样，在风雨和时间的考验中慢慢自我愈合。
两千年前的工匠或许难以想象，他们随手堆放的建材，会成为现代工程学的重要线索。而那些在火山灰下沉睡的墙壁，仍在无声诉说着古代文明的智慧与创造力。
本文译自：sciencealert .由olaola编辑发布