Конечно дознавме зошто древниот римски бетон е толку издржлив
Старите Римјани биле мајстори на градежништво и инженерство, познати по своите долготрајни аквадукти. Уште се функционални тие чуда кои се потпираат на основни градежни материјали: пуцолански бетон, спектакуларно издржлив бетон кој во римските структури давал неверојатна издржливост. Дури и денес, по 2.000 години, римскиот пантон стои недопрен и држи рекорд за најголема светска купола од неармиран бетон.
Својствата на овој бетон обично се припишуваат на неговите состојки: пуцолан (мешавина од вулканска пепел) и вар. Кога ќе се помешаат со вода, овие два материјали, создаваат издржлив бетон. Но, научниците открија дека тоа не е целата приказна. Меѓународен тим научници под водство на Универзитетот Масачусетс МИТ, открија дека сепак се работи за малку поинаков состав, но и посебна техника на мешање.
Необични парчиња во бетонот
Сѐ почнало од белите делчиња вар кои може да најдат во инаку добро измешаниот бетон. Првично се сметало дека се работи за лош метод на мешање или неадекватни материјали, но подоцна се откри дека тоа не е случај, пишува Сајан алерт.
„Секогаш ми сметаше идејата дека присутноста на тие делчиња е никса контрола на квалитетот. Ако Римјаните вложиле толку труд во изработка на цврст градежен материјал, внимателно држејќи се до методите кои ги усоовршувале со векови, , шошто тогаш лошо би го помешале конечниот производ?“, вели Адмир Машиќ, стручњак за материјали на МИТ.
Машиќ и неговите колеги детално анализирале 2000 години стари примероци од римскиот бетон од археолошките наоѓалишта Привернум во Италија. Досега се претпоставувало дека Римјаните при изработката на тој материјал користеле гасена вар.
Односно прво го загревале на висока температура за да добијат високо реактивен прав, кој се вика жива вар или калциум оксид, кој по мешање со вода станува гасена вар или калциум хидроксид – малку помалку реактивна смеса.
Старите Римјани потоа, како што се претпоставувало, гасената вар ја мешале со пуцолан. Но, стручњаците по анализата утврдиле дека остатовите од варта во примероците не се во согласност со овој метод. Место тоа, веројатно мешале бетон директно со пуцолан и вода на екстремно високи температури, во процес кој се нарекува „врело мешање“, а кој резултира со делчиња вар во смесата.
Бетонот сам се поправа
„Предноста на врелото мешање се двојни. Прво, кога бетонот се загрева на висока температура настануваат реакции и споеви кои ги нема ако се користи само гасена вар. Второ, повишената температурата значително се намалува периодот на стврднување и врзување затоа што сите реакции се забрзани“, вели Машиќ.
Но, постои уште една корист од оваа метода: парчињата вар во бетонот му даваат извонредна способност на „самозацелување“. Имено, кога во бетонот настануваат пукнатини, тие првенствено доаѓаат до тие парчиња кои имаат поголема површина од останатите честички во смесата.
Откако водата ќе влезе во пукнатината, таа реагира со вар и ствара раствор богат со калциум кој се суши и се стврднува како калциум карбонат, повторно ја лепи пукнатината и спречува понатамошно ширење. Научниците ги тестирале своите откритија со оправење пуцолански бетон според страите и модерните техники, користејќи жива вар.
Исто така, направиле и контролен бетон без жива вар и тестирале нивоа на пукнатини. Напукнатиот бетон од жива вар „зацелувал“ во рок од две недели, додека контролниот бетон останувал напукнат. Тимот сега работи на комерцијализација на својот, односно древниот бетон, како еколошки поприфатлив од оној кој е моментално е во употреба.
Истражувањето се нарекува „Топло мешање: механички увид во издржливоста на античкиот римски бетон“ („Hot mixing: Mechanistic insights into the durability of ancient Roman concrete“), а објавено е во магазинот „Сајан адвасис“.