Бетон древних римлян восстанавливает сам себя: вот почему он сопротивлялся тысячелетиями

Римская цивилизация была первой цивилизацией, которая использовала бетон в больших масштабах. Акведуки, порты, дороги, мосты, термальные ванны и многие другие здания Древнего Рима были построены с использованием цемента. Техника, используемая с начала третьего века и основанная на древнем бетоне, известном как цементный. Пластичный, дешевый, но, прежде всего, прочный: на самом деле, многие древние бетонные здания все еще стоят, почти две тысячи лет спустя, в то время как наш современный бетон начинает разрушаться всего через несколько десятилетий. В чем секрет такого прочного материала? Смесь ингредиентов, из которых он был получен, которая, согласно новому исследованию Массачусетского технологического института в Бостоне, придала соединению самовосстанавливающиеся свойства.

Формула римского цемента включала использование извести, пуццолана и вулканического туфа, которые были активированы с использованием морской воды и затвердели путем цементирования соединения до желаемой формы. По сравнению с цементом, используемым сегодня, формула была совсем другой: так называемый портландцемент, наиболее распространенный сегодня, на самом деле использует соединение, полученное путем варки глины и известняка при высоких температурах, называемое клинкером, смешанное с мелом, а затем с песком. . Очевидно, что он обладает многими полезными характеристиками, но с точки зрения стойкости он не может соперничать с римским: на самом деле современный бетон имеет срок службы от 50 до 100 лет, после чего ему суждено рассыпаться, и поэтому он требует постоянного ухода, если не замена и снос конструкций.

Чтобы раскрыть тайну римских строительных технологий, исследователи Массачусетского технологического института использовали образец цемента, взятый в Приверно (провинция Латина) и происходящий из археологических раскопок, датируемых примерно 2 тысячи лет назад. В своих лабораториях они сосредоточили внимание на особом типе отложений, обнаруженных в римском цементе, называемых известковыми обломками: фрагменты известняка, которые до сих пор всегда считались примесями, результатом примитивных методов, с помощью которых ингредиенты смешивались в древности.

Проанализировав состав материала, в своем исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, американские исследователи сформулировали другую гипотезу: что известняковые обломки были результатом использования негашеной извести в римской формуле, которая когда-то смешивалась с водой. Химическая реакция, в результате которой выделяется большое количество тепла, препятствующее полному растворению известняка, что приводит к образованию фрагментов, обнаруженных в материале. Наличие этих обломков известняка вовсе не является недостатком, а, похоже, является секретом, открытым древними римлянами для производства строительного материала, рассчитанного на (буквально) тысячелетия.

Воспроизводя этот процесс в лаборатории и таким образом создавая небольшие трещины в бетонных блоках, чтобы имитировать воздействие времени, исследователи Массачусетского технологического института обнаружили, что фрагменты известняка способны восстанавливать материал, реагируя с водой (что за пределами лаборатории невозможно). в изобилии снабжается дождем), растворяется, а затем снова кристаллизуется и, таким образом, собирается заполнить микротрещины и микротрещины, образовавшиеся с течением времени.

По словам исследователей из Массачусетского технологического института, интуиция древних римлян представляет собой интересную отправную точку, которая также может помочь нам улучшить наши строительные материалы сегодня: использование негашеной извести или соединений с аналогичными характеристиками действительно может сделать бетон более прочным и долговечным. Будет иметь дополнительное преимущество, заключающееся в том, что весь строительный сектор станет менее загрязняющим окружающую среду, что уменьшит потребность в замене зданий после нескольких десятилетий использования.

ИСТОЧНИК: https://www.today.it