古罗马建筑的秘密
罗马人早在2000多年前就开始制造混凝土，但它与今天的混凝土并不完全一样。他们有一个不同的配方，这导致了一种物质的强度不如现代产品。然而，像万神殿和罗马竞技场这样的建筑已经存在了几个世纪，通常几乎没有维修。地质学家、考古学家和工程师正在研究古罗马混凝土的特性，以解开其寿命之谜。比现代混凝土弱得多。纽约罗切斯特大学的机械工程师雷纳托·佩鲁奇说：“它的强度大约是原来的10倍。”。“这种材料被认为具有随时间变化的显著阻力。”
这种阻力或对元素的耐久性，可能是由于混凝土的关键成分之一：火山灰。现代混凝土是由石灰基水泥、水、砂和所谓的细砾石等骨料混合而成。罗马混凝土的配方也是从石灰石开始的：建筑工人将其烧成生石灰，然后加水制成糊状物。根据公元前一世纪建筑师和工程师维特鲁维乌斯（Vitruvius）的著作，接下来他们将火山灰（通常是三份火山灰和一份石灰）混合在一起。火山灰与石灰浆反应生成一种耐用的灰浆，它与第一块大小的砖块或火山岩（称为凝灰岩）结合在一起，然后填充到位，形成类似墙壁或拱顶的结构。公元前2世纪初，
。，罗马人已经在大型建筑项目中使用这种混凝土，这表明他们对这种建筑材料的试验甚至更早开始。其他古代社会，如希腊人，可能也使用石灰砂浆（在古代中国，为了增加强度而添加糯米）。但是，把灰浆和像砖块一样的骨料结合起来制作混凝土很可能是罗马的发明，佩鲁奇奥说，
在最早的混凝土中，罗马人从各种古老的火山沉积物中开采灰烬。但是在公元前27年，当奥古斯都成为第一位罗马皇帝时，建筑工人就变得挑剔起来。当时，奥古斯都在全市范围内启动了一项修复旧纪念碑和建造新纪念碑的广泛计划，建筑工人们专门使用火山灰，火山灰来自火山灰堆积物，火山灰流喷发了456，公元1000年前，在罗马东南12英里的阿尔班山火山上，万神殿于公元128年完工。这座寺庙的圆顶仍然是世界上最大的无钢筋混凝土圆顶。（Guido Bergmann/Bundesregierung Pool via Getty Images）罗马竞技场于公元80年落成，坐拥50000人，举办角斗士游戏、动物狩猎仪式、 *** 和处决。（Tiziana Fabi/AFP/Getty Images）罗马执政官女儿凯西莉亚·梅特拉的坟墓。这张1841年的达盖尔照片是已知的意大利最早的照片之一。（SSPL/Getty Images）罗马圣殿（Tempio di Venere Roma）的圆顶，是一座供奉两位女神的庙宇，公元135年由哈德良皇帝宣布落成。加州大学伯克利分校（University of California at Berkeley）的地质学家和研究工程师玛丽•杰克逊（Marie Jackson）说：
“奥古斯都皇帝是灰浆与火山灰混合料系统化、标准化的原动力。”。她补充说，罗马的建筑商可能更喜欢这种灰烬堆积物，因为用它制成的混凝土具有耐久性。“这是混凝土的秘密，混凝土是非常好的结合，连贯，坚固的材料。”
杰克逊和她的同事一直在研究用火山灰罗丝制成的混凝土的化学成分。火山灰独特的矿物组合似乎有助于混凝土抵抗化学腐蚀和破坏。
罗马人喜欢另一种特殊的火山灰，当混凝土港口结构被淹没在地中海的咸水中。壳核散是从那不勒斯湾附近的沉积物中开采出来的。“罗马人运送了成千上万吨的火山岩“在地中海周围建造港口，从意大利海岸到以色列，从埃及的亚历山大港到土耳其的庞贝波利斯，”杰克逊说，
海水对现代混凝土的破坏非常严重。但在罗马混凝土中，壳核粉“实际上起到了缓解水渗透时恶化的作用，”杰克逊说。尽管确切的机理尚不清楚，但石灰浆、火山灰和海水之间的化学反应似乎在混凝土内部形成了微观结构，这些结构捕获了像氯化物和硫酸盐这样的分子，这些分子对今天的混凝土造成了伤害。
尽管罗马混凝土取得了成功，这种材料的使用随着罗马帝国的消失而消失。佩鲁乔说，中世纪很少建造混凝土结构，这表明火山灰并不是罗马混凝土耐久性的唯一秘密。“这些真正的大型项目只能通过适当的官僚机构，由罗马帝国提供的适当组织来完成。”
艾琳·韦曼是史密森学会的助理编辑，并撰写了原始人狩猎博客。
