名古屋大学 科学家们发现，在长时间存在水和适度高温的情况下，由于混凝土混合物中的矿物质之间的反应，在墙内形成了铝托贝莫来石
学分:名古屋大学丸山分校和中部电力公司
在日本一座退役核电站的厚厚的混凝土墙中发现了一种稀有矿物，这种矿物使罗马的混凝土海洋屏障存活了2000多年
名古屋大学的研究人员和同事在《材料与设计》杂志上报告说，铝托贝莫来石的形成使墙壁的强度增加了三倍多
这一发现可以帮助科学家开发出更坚固、更环保的混凝土
“我们发现，水泥水合物和造岩矿物的反应方式类似于罗马混凝土，显著提高了核电站墙壁的强度，”名古屋大学环境工程师丸山义平说
研究表明，用于建造海洋屏障的罗马混凝土已经存活了2000多年，因为海水溶解了混合物中的火山灰，导致铝托贝莫来石的形成
由于铝托贝莫来石是一种晶体，它使混凝土化学性质更加稳定和坚固
将铝托贝莫来石直接掺入现代混凝土是非常困难的
科学家已经在实验室里生成了这种矿物质，但是它需要70摄氏度以上的高温
另一方面，实验室实验表明，高温环境对混凝土强度有害，这导致了将混凝土使用温度限制在65℃以下的法规
丸山和他的同事们发现，当温度保持在40-55℃达16小时时，核反应堆的混凝土壁上会形成铝化的托贝莫来石
5年
这些样本取自日本滨冈核电站，该核电站于1976年至2009年运行
深入分析表明，反应堆非常厚的壁能够保持水分
用于制造混凝土的矿物质在这种水的存在下发生反应，增加了硅和铝离子的可用性以及墙体的碱含量
这最终导致铝托贝莫来石的形成
丸山说:“我们对混凝土的理解是基于在实验室时间尺度上进行的短期实验。”
“但真正的混凝土结构让我们对长期使用有了更多的了解
" 丸山和他的同事们正在寻找使混凝土更加耐用和环保的方法
混凝土制造中使用的水泥产生近10%的人为二氧化碳排放，因此该团队正在寻求生产更环保的混合物，这些混合物仍然满足坚固混凝土结构的标准要求
这项名为“现代波特兰水泥混凝土的长期使用:铝托贝莫来石形成的影响”的研究于2020年11月5日在线发表在《材料与设计》杂志上
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