地球是個極為活躍的星球，表面因板塊構造、水蝕風化及生物塑造等作用而隨時變化。

如果人類在某一天消失，我們留下的輝煌建筑可能數百年內就會完全倒塌，尤其是大量使用波特蘭水泥建造的現代鋼筋混凝土結構，有的甚至可能連100年的時間都扛不住。

這是因為鋼筋可能會銹蝕，混凝土也會受到各種侵蝕，久而久之導致強度降低，最終結構損壞轟然坍塌。

然而日本名古屋大學的研究人員，卻在一座廢棄的核電站里發(fā)現了一個令人驚訝的現象，那里的混凝土結構不但強度沒有降低，反而比原來更堅固了，超過了原來的3倍多，是潛在抗壓強度的兩倍，這究竟是怎么回事呢？

這座核電站是日本的濱岡核電站，從1976年建成后一直運行到2009年，之后退役被廢棄。在廢棄多年以后，科學家們前年打開了這座核電站，檢查了該核電站厚厚的混凝土墻壁，研究人員吃驚地發(fā)現，這些墻壁的強度竟然大大提高了。

進一步的研究發(fā)現，這些混凝土墻內出現了一種罕見的物質鋁托貝莫來石，這是一種硅鋁酸鹽，由混凝土混合物中的礦物和水在中高溫度下形成。

此前科學家們就已發(fā)現，公元1世紀的古羅馬時期，意大利及歐洲其它國家就在用水泥建造港口等建筑結構。這些堤岸在歷經2000年的海浪沖刷后，依然堅強地屹立在港口，不但沒有毀損，反而益發(fā)堅固，科學家們曾經也是百思不得其解，直到2017年才由美國科學家揭開了秘密。

原來古羅馬水泥是用火山灰、石灰、海水和塊狀火山巖石混合而成，里面含有金屬鋁的成分，使其硬度和彈性都得到了顯著加強。長時間浸泡在海水中之后，混凝土中的火山巖和玻璃會被慢慢溶解，和另一種硅酸鹽礦物鈣十字沸石發(fā)生反應，生成新的鋁硅酸鹽，就像原來的鋁托貝莫來石在逐漸長大，把堤壩上隨著時間出現的裂縫重新填上，結構也就變得越來越強了。

所以混凝土在海水中強度提高的關鍵就在鋁托貝莫來石。但日本科學家發(fā)現，要將鋁托貝莫來石直接摻入現代混凝土非常困難，在實驗室中需要70度以上的溫度才能生成這種物質；然而太高的溫度又會導致混凝土強度降低，因而混凝土的溫度又需要限制在65度以下。

這就造成了一個矛盾，而古羅馬的混凝土和日本核電站的混凝土墻又是怎么做到的呢？

日本科學家進一步的研究后發(fā)現，廢棄核反應堆的混凝土墻壁在核電站運行期間，一直保持了水分并維持40-55℃的溫度，時間長達16.5年，增加了硅和鋁離子的利用率及墻壁的堿含量，最終導致鋁托貝莫來石的形成，和古羅馬混凝土一樣強度得到了大幅度的提升。

看來人類做不到的事情，大自然利用時間反而輕易做到了；現代人做不到的事，古代人反而無心插柳，不費吹灰之力，這究竟算怎么一回事呢？不要幾千年后地球上人類滅絕了，外星人跑來一看，只有古羅馬的混凝土還在，就以為地球文明只發(fā)展到公元1世紀牛耕時代就滅絕了，說起來就有點尷尬了啊。

日本科學家正在對此進行研究，希望找到短時間內提高混凝土強度的方法，不要再讓大自然自己一個勁兒在那里臭美了。

這項研究發(fā)表在2020年11月5日《材料與設計》雜志上。

參考：

Materials & Design：Long-term use of modern Portland cement concrete: The impact of Al-tobermorite formation

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