谢天谢地 水泥微观结构谜团终于解开了!


混凝土是当今世界上应用最广泛的结构材料,或许没有之一。我们对现代混凝土的应用也有几百年的历史了。但是,你一定会奇怪,直到现在我们也未曾了解混凝土的微观世界是如何的。尽管我们放心大胆地用它起高楼、架大桥。

混凝土是由水、沙、水泥粉末、碎石凝固而成。但我们直至现在也不太清楚,它是像金属或者石头那般连续固体,还是粒子的紧密聚集。

MIT的工程师们正在试图回答这个问题。他们得到的答案是或许两者皆有。

它能够被看做是连续固体,归功于每一条缝隙都由更细小的粒子所填满了。研究者之一Roland Pellenq介绍“你总是能找到更细小的粒子来填到中间。”换句话说,不管多大的缝隙,你都能找到水泥水化物粒子填满空间。所以,从效果上来看,它可以看做是连续材料。

不过如此构建的材料并不是真的连续材料,因为它无法达到平衡,或者是处于一个最小能量的状态。不像金属,其晶体结构遵循精确的物理规律。研究者认为这一现象导致混凝土随时间推移而蠕变,最终破碎和退化。

因此,这两种答案都算对。

研究团队希望这一成果可以有助于研发更佳的混凝土:更硬、更有弹性、更强,或者更持久。对于我们而言,或许可以长叹一口气,科学家们总算在微观上了解混凝土了。

该项研究成果被发表在Proceedings of the National Academy of Sciences

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材料牛编辑整理。

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