罗马人到底为我们做了什么？ 是的，是的，他们给了我们卫生设施、道路、水道、公共秩序、葡萄酒和教育。但他们却懒得写下他们那种极其耐用的混凝土的配方。
所以我们现在——2000 年后——还在艰难地使用波特兰水泥基混凝土，建造那些不断受到海水腐蚀性作用破坏的桥梁和海堤。与此同时，罗马的海堤和港口却在那里安然无恙，坚固结实，一如既往地嘲笑我们的技术能力，仿佛已持续了数千年。
那些混蛋。
但是，罗马人，我们已经了解了你们的混凝土秘诀。在本周发表在《美国矿物学家》（American Mineralogist）杂志上的一篇论文中，一个国际研究团队揭示了罗马人成功配方的一部分。
成功的一部分归功于材料。罗马领土附近有很多喷发火山。（没错，我说的就是你，维苏威火山。）就像今天的许多科学家一样，当时的科学家也从大自然中汲取灵感，注意到这些火山附近的一些火山灰可以硬化成一种叫做凝灰岩的岩石，这种岩石非常坚硬。
早在公元前 30 年，一位名叫维特鲁威（Vitruvius）的罗马工程师和建筑师就注意到，当将凝灰岩与火山灰、石灰（建筑材料，不是水果）和海水混合时，就会得到非常坚固的混凝土。这种混合物会发生一种称为火山灰反应的化学反应，混凝土浇筑后两年内可能会释放热量（约 150-200 华氏度）。
在某些情况下，我们今天仍然使用类似的系统来制造混凝土，利用化学反应通过形成新矿物质和填充微小空隙来增强所得混合物的强度。但这仍然未能解释罗马混凝土的巨大耐久性，尤其是在海水中。与在咸咸的腐蚀性波浪下分解不同，这种材料似乎变得更坚固。
“我们看到的系统与水泥基混凝土中的任何不利因素都相反，”该研究的主要作者、犹他大学地质学家玛丽·杰克逊（Marie Jackson）在一份声明中说。“我们看到的是一个与海水开放化学交换的系统。”
这令人惊讶，因为海水通常更有破坏力而不是建设力。只要有足够的时间，水就能在地球上雕刻出巨大的峡谷，尤其是海水富含矿物质和盐分，它们会腐蚀建筑物和船体。
通过钻探罗马结构并在劳伦斯伯克利国家实验室的同步加速器光束线中分析样品，杰克逊和同事们发现了证据，当海水渗透到混凝土中时，海水中的矿物质与火山灰中的矿物质发生反应，形成了托巴莫来石（Al-tobermorite）和沸石（phillipsite）等矿物质。
这些矿物质可以在高温主导的火山灰反应过程中形成。研究人员也在实验室的高温下制造了它们。但是罗马混凝土中的矿物质是通过一个更渐进的过程形成的，是在火山灰反应结束后很久才形成的。
“在 20 摄氏度（68 华氏度）下，没有人能够生产出托巴莫来石，”杰克逊在一份声明中说。“哦——除了罗马人！”
结果是：混凝土随着时间的推移而增强，在地球上一些最恶劣的建筑条件下。
我们仍然不知道罗马混凝土的确切配方——它早已失传——但杰克逊正与同事合作，创造一种替代品。
“罗马人在使用岩石方面很幸运，”杰克逊在一份声明中说。“他们观察到火山灰会生成水泥以生产凝灰岩。我们世界上的很多地方没有这些岩石，所以需要进行替代。”
目前，他们正在考虑在美国西部使用火山灰和海水来配制他们的新混合物。如果他们成功了，这种混凝土并不适用于所有情况。首次浇筑时，这种混凝土的强度远不如现代建筑中使用的混凝土。但它可能对那些设计用于在海洋中具有极长使用寿命的结构，如可再生能源发电站，或者用于长期储存包括核材料在内的危险废物，具有重要价值。
