Тајната за издржливоста на римскиот бетон се криела во тоалет стар 2.000 години од времето на Хадријан

Содржина:

• Пуцоланот и живата вар не биле целата приказна
• Од раскошна вила во Тиволи до примерок што некогаш држел царски задници
• Пантеонот останува најпознатиот доказ за бетон што преживеал милениуми
• Калцитот ги полнел микропорите и ги затворал слабите места
• Карбонизацијата може да стане алатка за бетон што трае подолго и создава помалку јаглерод
• Современиот бетон има проблем што Римјаните не морале да го решаваат

Пуцоланот и живата вар не биле целата приказна

Претходни истражувања сугерираа дека оваа извонредна издржливост главно се должи на реакција меѓу вулканската пепел, наречена пуцолан, и живата вар, при што во бетонот настанувале исклучително отпорни минерали.
Сега, научниците открија дека постои уште еден дел од приказната: бавните, но постојани реакции на јаглеродниот диоксид од воздухот.
„Иако пуцоланската реакција е од фундаментално значење,“ вели инженерот Пауло Монтеиро од УК Беркли, „нашите наоди сугерираат дека карбонизацијата во долг временски период исто така ја подобрува трајноста на бетонот и може да му помогне да ги запечати пукнатините додека старее.“

Од раскошна вила во Тиволи до примерок што некогаш држел царски задници

Откритието на тимот, објавено во Science Advances, ни дава ново почитување дури и за најобичните римски градби, кои сепак биле проникнати со инженерска умешност.
Една од чудесните страни на римското инженерство е тоа што толку многу градби останале во одлична состојба, додека многу други од истото време се претвориле во урнатини.
За да ги откријат тајните на римскиот бетон, Монтеиро, неговата кораководителка Сјаохонг Џу од Пекиншкиот универзитет за технологија и нивните колеги се свртеле кон неочекуван и многу помалку гламурозен извор.
Во 2 век од нашата ера, царот Хадријан имал вила во Тиволи, Италија, од која голем дел сè уште стои. Оттаму, истражувачите извадиле мало парче бетон од заеднички тоалет што некогаш поддржувал царски задници.

Пантеонот останува најпознатиот доказ за бетон што преживеал милениуми

Најпознатиот пример е Пантеонот во Рим, храм стар 2.000 години, покриен со огромна купола од неармиран бетон.
Таа купола и понатаму е најголемата градба од таков вид во светот, а нејзиното опстојување е дел од причината зошто научниците повторно и повторно се враќаат кон римските градежни рецепти.

Калцитот ги полнел микропорите и ги затворал слабите места

Со низа техники за сликање со висока резолуција, истражувачите го испитале примерокот до наноразмери.
Како што се очекувало, нашле докази за пуцоланската реакција, во која вулканската пепел и варта реагираат и создаваат исклучително трајни минерали во бетонот.
Но, нашле и нешто друго.
Со векови, јаглеродниот диоксид од атмосферата реагирал со преостанатата вар во бетонот и создавал калцит, истиот минерал што може да се најде во варовникот.
Истражувачите утврдиле дека тоа не било само нуспроизвод на стареењето. Калцитот изгледа го направил бетонот посилен. Тој кристализирал во ситни пори и пукнатини, го правел бетонот погуст и постепено ги запечатувал слабостите што инаку со текот на времето би се прошириле.
Поранешни студии веќе идентификувале калцит во римски бетон, но не го проучувале во три димензии и не ја мапирале неговата архитектура.

Карбонизацијата може да стане алатка за бетон што трае подолго и создава помалку јаглерод

Истражувачите велат дека работата сугерира оти калцитот можеби имал занемарена улога во неверојатната долговечност на римскиот бетон. Тој не ја заменува познатата улога на пуцоланската реакција, туку работи заедно со неа.
Научниците веќе работеле на повторно создавање римски бетон. Карбонизацијата природно се случува во бетон на база на вар, без разлика дали знаеме дека е таму или не. Но разбирањето на нејзината улога може да им даде на истражувачите уште една алатка додека се обидуваат да создадат бетон што трае подолго и произведува помалку јаглерод.
„Разбирањето како динамиката на кристализација на калциум карбонат го врзува бетонот и придонесува за неговата долгорочна трајност би можело да обезбеди нови сознанија за долгорочната минералошка еволуција и природната карбонизација на врзувачите на база на вар,“ вели Монтеиро.

Современиот бетон има проблем што Римјаните не морале да го решаваат

Античките римски градби, од величествениот Пантеон до скромниот тоалет на Хадријан, ни даваат зачудувачки примери на бетон што останал структурно здрав со милениуми.
Тоа не значи дека можеме едноставно да градиме како Римјаните. Современите градби поставуваат многу поголеми барања пред материјалите, а армираниот бетон се соочува со предизвик што римските инженери никогаш не морале да го совладаат: корозијата на челичната арматура вградена во него.
Новите наоди, сепак, можат да им помогнат на истражувачите додека се обидуваат да дизајнираат потраен и поодржлив бетон за иднината.
„Оваа студија покажува како истражувањето на античките инженерски техники може да доведе до важни откритија,“ вели Монтеиро.
„Се надеваме дека со отклучување на римските тајни за подобрување на трајноста на бетонот, еден ден ќе можеме да постигнеме одржлив развој на современа инфраструктура.“