» Раскрыт секрет древнеримского бетона, который 2 тысячи лет выдерживает натиск приливов и отливов
05.07.2017 7:53

Раскрыт секрет древнеримского бетона, который 2 тысячи лет выдерживает натиск приливов и отливов

Источник перевод для gearmix ()

Подпись к изображению: Образцы бетона, взятого из древнеримской пристани итальянского города Орбетелло, были изучены с помощью рентгена.

Загадка, над решением которой бьются современные инженеры: почему древнеримские пристани, существующие 2000 лет, сохранились до наших дней, а современные бетонные волноотбойные стенки, усиленные сталью, обрушаются в течение нескольких десятилетий?

Даже Плиний Старший в своей «Естественной истории» в 79 году нашей эры отмечал, что бетонные структуры в античных портах «превратились в неприступную для волн монолитную каменную массу, которая с каждым днём становится крепче», хотя они находятся под постоянным натиском моря.

Американские учёные считают, что нашли разгадку, которая, наконец, приведёт к созданию современных морских защитных сооружений, неподвластных разрушительному влиянию времени и воды.

Специалисты обнаружили, что когда морская вода смешивается с вулканическим пеплом и известью, которые использовали древнеримские строители, это приводит к росту плотной массы и, в теории, придаёт бетону несокрушимую прочность.

«Перед нами система, которая противоречит общепринятому представлению о свойствах бетона на основе цемента, — рассказывает профессор геологии и геофизики Университета Юты Мэри Джексон, возглавляющая исследование. – Перед нами система, которая работает на основе химической реакции с морской водой».

Римские инженеры создали бетон, смешивая вулканический пепел с известью и морской водой, чтобы сделать строительный раствор, а затем добавили осколки вулканической породы. Смесь пепла, воды и извести ведёт к так называемой пуццолановой реакции (в честь города Поццуоли в бухте Неаполитанского залива в Италии), в результате которой в пустотах смеси образуются кристаллы.

Эта реакция происходит и в природе, образуя природный цемент вулканический туф, который разбросан в окрестностях вулканов, и это могло подсказать древним римлянам идею. Строения наподобие Пантеона и Рынка Траяна свидетельствуют о стойкости, которой минерализация наделяет бетон, но каким образом морские сооружения выдерживали атаку волн – оставалось загадкой.

Подпись к изображению: Пантеон в Риме.

В ходе нового исследования учёные изучили бетон древнеримской пристани итальянского города Орбетелло с помощью высокоэнергетических рентгеновских лучей и обнаружили, что минералы заполнили созданные водой трещины, доказывая, что реакция с морской водой продолжается даже после того, как бетон застыл.

Для сравнения, современный бетон – это смесь портландцемента (известняк, песчаник, пепел, мел, железо, глина и другие элементы, нагретые до образования ломкого, размолотого впоследствии материала) с песком или дроблёным камнем, которая не создана для вступления в химическую реакцию и для минерализации, будучи смешанной с морской водой.

Подпись к изображению: Современные бетонные пристани под действием морской воды разрушаются.

Точный рецепт древнеримского бетона был утерян, но сейчас команда учёных сотрудничает с инженерами-геологами с целью найти подходящий материал, используя морскую воду из залива Сан-Франциско и вулканическую породу из западных американских штатов.

Если учёным удастся найти подходящую замену, строители смогут создавать морские сооружения, которые простоят века. Также успех учёных принесёт пользу планете: для изготовления портландцемента необходимы высокотемпературные печи, известные значительным выбросом CO2 и влиянием на глобальное потепление.

«Римлянам повезло с видом камня для работы, — добавляет профессор Джексон. – Они заметили, что вулканический пепел создавал цементирующее вещество, и получался туф. Такие камни встречаются не везде, поэтому нам нужно будет искать им замену».

Текст исследования был опубликован в журнале American Mineralogist.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Понравилась статья?
Поделись с друзьями!

x

Комментарии запрещены.