科学家在庞贝遗址发现一处因西元79年维苏威火山爆发冻结在时间中的工地,从而厘清了古罗马混凝土制作秘诀。这种建材耐久甚至有自我修复能力,为当时的建筑带来革命性变革。
这处工地施工当时,正逢维苏威火山(MountVesuvius)爆发,将庞贝(Pompeii)埋在火山灰与岩石下。研究人员发现一些墙壁仍未完工的房间,且看到预先混合的干料堆以及用于称量与测量的工具,供混凝土制作之用。
研究领导人、美国麻省理工学院(MassachusettsInstitute of Technology)土木与环境工程教授马西克(Admir Masic)在今天刊登于「自然通讯」(NatureCommunications)期刊的研究中表示:「研究这个遗址时,我仿佛穿越了时空,站在工人身旁,看著他们搅拌和铺设混凝土。」
混凝土是不可或缺的建材,帮罗马人建造了竞技场(如罗马竞技场)、圆顶神庙(如万神殿)、公共浴场等大型建筑以及水道与桥梁,都是当时前所未见的结构。由于混凝土可在水下硬化,对港口与防波堤的建设也至关重要。
罗马人制作混凝土的确切方法一直存在争论,近期的考古发现似乎与西元前1世纪建筑师兼工程师维特鲁威(Vitruvius)著作描述的不一致。
庞贝最新发现显示,罗马人使用称为「热拌混合」(hot mixing)的技术,直接将生石灰与水及火山岩和火山灰混合,使其产生自然加热的化学反应,这与维特鲁威约百年前描述的方法不同。
马西克说:「庞贝保存了建筑、材料,甚至连施工进行到哪一步的状态,都精准维持在火山爆发当下。与经过数百年修补或风化的完工建筑不同,这个遗址捕捉的是施工过程本身。」
该建筑包含居住空间,也包含运作中的面包坊,内有烤炉、洗谷盆与储存空间。当中的证据显示,维特鲁威描述的熟石灰技术并未用于筑墙。
或许在庞贝这项工程进行时,熟石灰技术已经过时。
热拌混合技术有助混凝土的自我修复特性,使其能够化学性地修补裂缝。这种混凝土含有「石灰碎屑」(lime clasts),能在水渗入时溶解并重新结晶,修复裂缝。
马西克说,罗马人西元前与西元1世纪开始将混凝土工业化,「这让建筑者得以建造巨大的整体结构、复杂的拱顶与圆顶,以及可在水下硬化的混凝土港口。混凝土根本上改变了能建造什么,以及城市与基础建设的想像方式」。
对罗马混凝土有新的了解,或许能为现代建筑助上一臂之力。
马西克说:「现代混凝土通常缺乏自我修复能力,在我们追求更耐久、低维护的基础设施时,这点愈发重要。」
「古代技术虽然无法直接取代现代标准,但其中揭示的原理,可用于设计下一代耐久、低碳的混凝土。」 $(document).ready(function () {nstockStoryStockInfo();});