不只万神殿，古罗马时期建造的架空水槽，至今很多仍在使用。科学家一直想知道，这些能承受特别恶劣条件的结构中，例如码头、下水道和海堤，或在地震活跃地区建造的结构，到底有什么不同。
多年来，研究人员一直认为古代混凝土耐久性的关键是基于一种成分，即火山灰原材料，例如来自那不勒斯湾波佐利地区的火山灰。后来科学家发现，古代混凝土中还包含毫米级的亮白色矿物，这些白色块状物被称为石灰碎屑，源自石灰，这些在现代混凝土配方中是找不到的。
原本科学家认为古罗马人是将熟石灰与火山灰混合，但是来自麻省理工学院、哈佛大学以及意大利和瑞士科学家认为没这么简单，他们发现，这些微小的石灰碎屑让混凝土能够自癒，原因是这些原材料与科学家预期的略有不同，而且用于混合它们的技术也不同。
关键在多使用了生石灰。研究发现，罗马混凝土中的石灰碎屑，可能是将生石灰直接与火山灰和水在极高温度下单独混合，或是与熟石灰混合製成，研究团队称之为热混合的产物，而在热混合过程中，石灰碎屑会形成一种特有的脆性奈米颗粒结构，形成一种容易破碎和反应的钙源，提供关键的自我修復功能。
一旦混凝土内开始出现微小裂缝，这些钙源就会优先穿过高表面积的石灰碎屑，这种原材料可以与水反应，形成钙饱和溶液，重新结晶为碳酸钙，并迅速填充裂缝，或与火山灰原材料反应，进一步强化复合原材料。科学家称，这些反应是自发的，会在裂缝扩散之前自动修復裂缝。
研究团队还进行验证，製作古代和现代配方的热拌混凝土样品，故意让样品开裂，然后让水从裂缝中流过，结果不到两週，古代配方的混凝土裂缝就完全癒合，水也无法穿透。但是一块没有生石灰的相同混凝土从未癒合，水不断流入。科学家认为，2000年前建造的罗马海堤混凝土，能够在海洋不断遭受衝击的情况下仍完好无损的保存数千年，关键原因就在于自癒。
科学家认为，这些更耐用的混凝土配方不只可以延长原材料的使用寿命，还可以提高3D列印混凝土配方的耐用性，也可以减少水泥生产对环境的影响。研究已刊登在《科学进展》期刊◆
