地球是個(gè)極為活躍的星球，表面因板塊構(gòu)造、水蝕風(fēng)化及生物塑造等作用而隨時(shí)變化。
如果人類在某一天消失，我們留下的輝煌建筑可能數(shù)百年內(nèi)就會(huì)完全倒塌，尤其是大量使用波特蘭水泥建造的現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有的甚至可能連100年的時(shí)間都扛不住。
這是因?yàn)殇摻羁赡軙?huì)銹蝕，混凝土也會(huì)受到各種侵蝕，久而久之導(dǎo)致強(qiáng)度降低，最終結(jié)構(gòu)損壞轟然坍塌。
然而日本名古屋大學(xué)的研究人員，卻在一座廢棄的核電站里發(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人驚訝的現(xiàn)象，那里的混凝土結(jié)構(gòu)不但強(qiáng)度沒(méi)有降低，反而比原來(lái)更堅(jiān)固了，超過(guò)了原來(lái)的3倍多，是潛在抗壓強(qiáng)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(yùn)行到2009年，之后退役被廢棄。在廢棄多年以后，科學(xué)家們前年打開(kāi)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(xiàn)，這些墻壁的強(qiáng)度竟然大大提高了。
進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，這些混凝土墻內(nèi)出現(xiàn)了一種罕見(jiàn)的物質(zhì)鋁托貝莫來(lái)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(xué)家們就已發(fā)現(xiàn)，公元1世紀(jì)的古羅馬時(shí)期，意大利及歐洲其它國(guó)家就在用水泥建造港口等建筑結(jié)構(gòu)。這些堤岸在歷經(jīng)2000年的海浪沖刷后，依然堅(jiān)強(qiáng)地屹立在港口，不但沒(méi)有毀損，反而益發(fā)堅(jiān)固，科學(xué)家們?cè)?jīng)也是百思不得其解，直到2017年才由美國(guó)科學(xué)家揭開(kāi)了秘密。
原來(lái)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(qiáng)。長(zhǎng)時(shí)間浸泡在海水中之后，混凝土中的火山巖和玻璃會(huì)被慢慢溶解，和另一種硅酸鹽礦物鈣十字沸石發(fā)生反應(yīng)，生成新的鋁硅酸鹽，就像原來(lái)的鋁托貝莫來(lái)石在逐漸長(zhǎng)大，把堤壩上隨著時(shí)間出現(xiàn)的裂縫重新填上，結(jié)構(gòu)也就變得越來(lái)越強(qiáng)了。
所以混凝土在海水中強(qiáng)度提高的關(guān)鍵就在鋁托貝莫來(lái)石。但日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，要將鋁托貝莫來(lái)石直接摻入現(xiàn)代混凝土非常困難，在實(shí)驗(yàn)室中需要70度以上的溫度才能生成這種物質(zhì)；然而太高的溫度又會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)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(gè)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(xué)家進(jìn)一步的研究后發(fā)現(xiàn)，廢棄核反應(yīng)堆的混凝土墻壁在核電站運(yùn)行期間，一直保持了水分并維持40-55℃的溫度，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)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(dǎo)致鋁托貝莫來(lái)石的形成，和古羅馬混凝土一樣強(qiáng)度得到了大幅度的提升。
看來(lái)人類做不到的事情，大自然利用時(shí)間反而輕易做到了；現(xiàn)代人做不到的事，古代人反而無(wú)心插柳，不費(fèi)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(lái)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(jì)牛耕時(shí)代就滅絕了，說(shuō)起來(lái)就有點(diǎn)尷尬了啊。
日本科學(xué)家正在對(duì)此進(jìn)行研究，希望找到短時(shí)間內(nèi)提高混凝土強(qiáng)度的方法，不要再讓大自然自己一個(gè)勁兒在那里臭美了。
這項(xiàng)研究發(fā)表在2020年11月5日《材料與設(shè)計(jì)》雜志上。
參考：Materials&Design：Long-termuseofmodernPortlandcementconcrete:TheimpactofAl-tobermoriteformation
