謝天謝地 水泥微觀結構謎團終于解開了!
混凝土是當今世界上應用最廣泛的結構材料,或許沒有之一。我們對現代混凝土的應用也有幾百年的歷史了。但是,你一定會奇怪,直到現在我們也未曾了解混凝土的微觀世界是如何的。盡管我們放心大膽地用它起高樓、架大橋。
混凝土是由水、沙、水泥粉末、碎石凝固而成。但我們直至現在也不太清楚,它是像金屬或者石頭那般連續固體,還是粒子的緊密聚集。
MIT的工程師們正在試圖回答這個問題。他們得到的答案是或許兩者皆有。
它能夠被看做是連續固體,歸功于每一條縫隙都由更細小的粒子所填滿了。研究者之一Roland Pellenq介紹“你總是能找到更細小的粒子來填到中間。”換句話說,不管多大的縫隙,你都能找到水泥水化物粒子填滿空間。所以,從效果上來看,它可以看做是連續材料。
不過如此構建的材料并不是真的連續材料,因為它無法達到平衡,或者是處于一個最小能量的狀態。不像金屬,其晶體結構遵循精確的物理規律。研究者認為這一現象導致混凝土隨時間推移而蠕變,最終破碎和退化。
因此,這兩種答案都算對。
研究團隊希望這一成果可以有助于研發更佳的混凝土:更硬、更有彈性、更強,或者更持久。對于我們而言,或許可以長嘆一口氣,科學家們總算在微觀上了解混凝土了。
該項研究成果被發表在Proceedings of the National Academy of Sciences。
材料牛編輯整理。
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