În sfârșit știm de ce betonul roman antic era atât de rezistent

508 vizualizari
Beton roman
Distribuie pe

Romanii antici erau maeștrii în construcții și inginerie, poate cele mai cunoscute dintre construcțiile realizate de aceștia sunt apeductele. Aceste minunății încă funcționale se bazează pe un material de construcție unic: betonul pozzolanic, un beton foarte durabil, care a oferit structurilor romane rezistența lor incredibilă.
Chiar și astăzi, una dintre structurile lor - Panteonul, încă intact și vechi de aproape 2.000 de ani - deține recordul pentru cea mai mare cupolă din beton nearmat din lume.

Proprietățile acestui beton au fost în general atribuite ingredientelor sale: pozzolana, un amestec de cenușă vulcanică - numită astfel după orașul italian Pozzuoli, unde se găsește un depozit semnificativ - și var. Atunci când sunt amestecate cu apă, cele două materiale pot reacționa pentru a produce un beton rezistent.

Dar aceasta nu este întreaga poveste. O echipă internațională de cercetători condusă de Massachusetts Institute of Technology (MIT) a descoperit nu numai că materialele sunt ușor diferite față de ceea ce am fi crezut, dar și tehnicile folosite pentru a le amesteca sunt, de asemenea, diferite.
Secretul constă în mici bucăți albe de var care pot fi găsite în ceea ce pare a fi, de altfel, un beton foarte bine amestecat. Prezența acestor bucăți fusese atribuită anterior unui mixaj sau unor materiale necorespunzătoare.

Cercetătorii MIT au studiat cu atenție eșantioane de beton roman vechi de 2.000 de ani din situl arheologic de la Privernum, din Italia. Aceste mostre au fost supuse microscopiei electronice cu scanare de mare suprafață și spectroscopiei cu raze X cu dispersie de energie, difracției de raze X pe pulbere și imagisticii Raman confocale pentru a înțelege mai bine “clastele de var”.

Înțelegerea standard a betonului puzzolanic este că acesta utilizează var stins. În primul rând, calcarul este încălzit la temperaturi ridicate pentru a produce o pulbere caustică foarte reactivă numită var viu sau oxid de calciu.
Amestecarea varului viu cu apă produce var stins sau hidroxid de calciu: o pastă mai puțin reactivă și mai puțin caustică. Conform teoriei, aceasta era varul stins pe care romanii antici îl amestecau cu puzzolana.

Pe baza analizei echipei de cercetători, micile bucăți de var din probele lor nu sunt în concordanță cu această metodă. Mai degrabă, betonul roman a fost probabil fabricat prin amestecarea varului viu direct cu puzzolana și apă la temperaturi extrem de ridicate, un proces pe care echipa îl numește "amestecare la cald", care are ca rezultat apariția cioburilor de var.

Astfel beneficiile amestecului la cald sunt duble. În primul rând, atunci când betonul este încălzit la temperaturi ridicate, acesta permite chimii care nu sunt posibile dacă s-ar folosi doar var stins, producând compuși asociați cu temperaturile ridicate, compuși care altfel nu s-ar forma. În al doilea rând, această temperatură crescută reduce semnificativ timpii de întărire și de priză, deoarece toate reacțiile sunt accelerate, permițând o construcție mult mai rapidă.

Și mai are un alt beneficiu: clastele de var conferă betonului capacități remarcabile de autoreparare. Atunci când se formează fisuri în beton, acestea se deplasează în mod preferențial către claste de var, care au o suprafață mai mare decât alte particule din matrice. Atunci când apa pătrunde în fisură, aceasta reacționează cu varul pentru a forma o soluție bogată în calciu care se usucă și se întărește sub formă de carbonat de calciu, lipind fisura la loc și împiedicând-o să se extindă mai mult. Acest lucru a fost observat în betonul dintr-un alt sit vechi de 2.000 de ani, Mormântul lui Caecilia Metella, unde fisurile din beton au fost umplute cu calcit. De asemenea, ar putea explica de ce betonul roman de la digurile construite acum 2.000 de ani a supraviețuit intact timp de milenii, în ciuda contactului permanent pe care l-a avut cu oceanul.

Așadar, echipa și-a testat descoperirile făcând beton pozzolanic din rețete antice și moderne, folosind var rapid. De asemenea, au făcut un beton de control fără var rapid și au efectuat teste de fisurare. În mod sigur, betonul fisurat cu var rapid s-a vindecat complet în două săptămâni, dar betonul de control fără var rapid, a rămas fisurat.
Echipa încearcă acum să comercializeze acest beton, ca o alternativă mai ecologică la betoanele actuale.

Aceste rețetă de beton durabil ar putea extinde nu numai durata de viață a materialelor, ci și modul în care se poate îmbunătăți durabilitatea betonului tipărit 3D.

ARTICOLE DIN ACEEAŞI CATEGORIE

ADAUGĂ COMENTARII

Plain text

  • No HTML tags allowed.
  • Lines and paragraphs break automatically.
  • Web page addresses and email addresses turn into links automatically.
Atentie! Nu introduceti date personale in comentarii.
CAPTCHA

Opinii

Licitatii

Reea Agency

Video