Generaal

Geoloë het pas ontdek waarom Romeinse beton buitengewoon duursaam is


Romeinse beton is een van die sterkste konstruksiemateriaal in die geskiedenis. Dit het homself deur die tyd bewys, selfs al is dit onder die water ondergedompel sedert die oprigting daarvan. Maar waarom is dit besonder duursaam? Waarom het Romeinse beton die toets van die tyd deurstaan ​​en korrosie deur seewater veroorsaak? 'N Nuwe navorsingstudie wat deur die Universiteit van Utah gedoen is, het aan die lig gebring dat die Romeine 'n spesifieke materiaal gebruik wat met seewater reageer, wat beton se eienskappe mettertyd verbeter het.

[Beeldbron: J. P. Oleson / Universiteit van Utah]

Wat is die spesiale Romeinse resep wat 'n uiters duursame betonmengsel maak?

Uit 'n nuwe navorsingstudie onthul geoloë van die Universiteit van Utah die spesifieke bestanddele wat die Romeine gebruik het om hoogs duursame beton te maak. Die Romeine het mortel of sementpasta gemaak deur vulkaniese as met kalk en seewater te gebruik. Daarna voeg hulle stukke vulkaniese rots, wat dieselfde rol speel as aggregate, in die mortel om beton te vervaardig. Die geoloë bespiegel dat die Romeine moontlik beïnvloed is om hierdie spesifieke mengsel te gebruik uit die natuurlike voorkomende sementvulkaniese asafsettings, bekend as tuff, wat in die Portus Cosanus-gebied in Toskane voorkom.

Uit 'n vorige ondersoek het die geoloë 'n uiters skaars mineraal ontdek wat bekend staan ​​as aluminous tobermorite (Al-tobermorite) wat in 'n mariene Romeinse mortiermonster gebruik is. Hierdie minerale kristal het in kalkdeeltjies gegroei deur die proses van pozzolaniese reaksie onder verhoogde temperature. Al-tobermorite se teenwoordigheid in Romeinse beton het die navorsers verbaas omdat hulle dit moeilik vind om die mineraal te sintetiseer, want dit benodig baie hoë temperature wat slegs klein hoeveelhede oplewer. In hul huidige studies het die navorsers egter agtergekom hoe die Romeine dit reggekry het om hierdie minerale materiaal in hul beton op te neem.

[Beeldbron: Marie Jackson / Universiteit van Utah]

Deur die geboorde kern van Romeinse beton te ondersoek met behulp van metodes soos mikrodiffaksie en mikrofluorescentie-ontledings, het die span gevind dat die Al-tobermoriet en 'n ander soort minerale genaamd filipsiet gevorm is in mikro puimsteen wat porieë in die sementmatriks beset het. Hierdie proses het egter nie tydens die pozzolaniese genesing plaasgevind nie. In plaas daarvan word die minerale gevorm deur 'n chemiese reaksie wat plaasvind wanneer Romeinse beton kontak maak met seewater.

"As geoloë weet ons dat rotse verander", het Marie Jackson, die navorsingsgeoloog van die Universiteit van Utah, gesê. "Verandering is konstant vir aardmateriaal. Hoe beïnvloed verandering die duursaamheid van Romeinse strukture?"

Die navorsingspan van Jackson het bevind dat wanneer seewater deur die Romeinse betonstrukture in golfbrekers en in piere filter, die water sekere komponente van die vulkaniese as oplos. Dit lei tot die groei van nuwe minerale, veral Al-tobermoriet en filipsiet, wat in die vorm van plate tussen die porieë in mekaar vassit, en uiteindelik die sementmatriks versterk. Die navorsers het tot die gevolgtrekking gekom dat die deurmekaar plaatvorming die beton se weerstand teen brosbreuke verhoog.

Kan 'n moderne weergawe van Romeinse beton vervaardig en gebruik word?

Jackson het gesê dat die blootstelling van Romeinse beton aan seewater natuurlik beskou word as 'n nadelige scenario vir die mariene struktuur. Maar eintlik is die chemiese proses eintlik ideaal om die sterkte van die Romeinse betonstruktuur te verbeter, selfs na die pozzolaniese reaksie.

"Ons kyk na 'n stelsel wat strydig is met alles wat u nie in sementgebaseerde beton wil hê nie. Ons kyk na 'n stelsel wat floreer in 'n oop chemiese uitruiling met seewater".

Kan die bedryf dus net die nuut ontdekte wetenskap agter Romeinse beton gebruik om moderne beton te vervaardig? Ongelukkig nie. Die presiese Romeinse betonresep is nêrens te vinde nie. En dat die spesifieke gesteentemateriaal wat die Romeine gebruik, nie op baie plekke op aarde volop beskikbaar is nie. "Die resep was heeltemal verlore", het Jackson gesê. Die Romeine was gelukkig in die soort rots waarmee hulle moes werk. Hulle het opgemerk dat vulkaniese as sement gekweek het om die tuff te vervaardig. Ons het nie daardie gesteentes in baie van die wêreld nie, daarom moet daar vervangings gedoen word ".

Jackson werk tans saam met 'n geologiese ingenieur om 'n alternatiewe resep te bestudeer wat soortgelyk is aan die van Romeinse beton. Hulle gebruik spesifieke materiale wat aan die westekant van die VSA voorkom, en die seewater in hul simulasies word uit die Berkely Marina in Kalifornië geneem. Een van die nadele van Romeinse beton is dat dit minder druksterkte het as moderne Portland-sementbeton. Hierdie spesifieke mengsel van Romeinse beton kan in sommige gevalle gebruik word, maar sal waarskynlik nie as 'n standaardmatriks gebruik word nie.

ViaUniversiteit van Utah

SIEN OOK: Romeinse boogbrue: hoeveel gewig kan hulle inhou?


Kyk die video: De Romeinse soldaten (Augustus 2021).