用铁锹搅拌水泥可能是一项残酷的任务(克里斯/Flickr）

可以这么说，我们当然知道混凝土在结构层面上的表现——自从约瑟夫·莫尼埃(Joseph Monier)在1889年发明钢筋混凝土以来，这种材料就一直主宰着城市和天际线。但直到现在，科学家们还不知道这种材料在微观层面上是如何工作的。

现在，研究人员在麻省理工学院(麻省理工学院)的科学家们发现了混凝土的分子特性，声称他们的发现可能会导致未来的结构进步。

不是那么坚固的混凝土(ianreviews / Flickr)

传统上，混凝土使用砾石、沙子、水泥和水的混合物。在这种情况下，当水泥粉与水混合时，会形成一种称为水合硅酸钙(CSH或水泥水合物)的化合物。它本质上使所有的成分凝固成一体。

多年来一直困扰研究人员的现象是，混凝土的分子结构是否由石头和金属中发现的连续键组成，或者更确切地说，是由混凝土中的CSH连接的聚集颗粒团块的海洋。

(华盛顿州交通部/ Flickr)

麻省理工学院的研究人员发现于2012年在混凝土搅拌过程的第一个小时，当CSH颗粒形成时，它们形成的大小显然是随机的，“不是均匀的球体”。因此，这种“纳米尺度单元大小的多样性导致了颗粒的密度更大、无序排列，这对应于更强的水泥膏体。”

然而，关于混凝土是否“被认为是连续的矩阵或离散粒子的集合仍然说。可想而知，答案是“两者都有一点．”

路易斯·汗在索尔克研究所的设计中广泛使用了混凝土(杰奎琳·波吉/ Flickr)

在新闻稿中，麻省理工学院土木与环境工程系的高级研究科学家罗兰·佩伦克(Roland Pellenq)解释说，颗粒分布使得分子结构中的几乎每一个缺口都被更小的颗粒填充。这种看似迭代的过程持续到佩伦克和他的同事可以将材料近似为连续的固体的程度。

“这些颗粒在中尺度上有很强的相互作用，”说Pollenq．“你总能在(较大的颗粒之间)找到较小的颗粒，因此你可以将其视为连续的材料。”

然而，波伦克在总结他的发现时指出，混凝土永远不能被认为是一种真正的连续材料。这是因为与金属或石头中的颗粒不同，CSH中的颗粒不能达到最低能量的静止状态。换句话说，更大的分子会导致固体混凝土“蠕变”，这使得材料容易随着时间的推移而开裂和降解。“在某种意义上，两种观点都是正确的。”Pellenq得出结论．