RW Space

Древние римляне были мастерами строительства и инженерии, возможно, наиболее известными представлены акведуками. И эти все еще функциональные чудеса полагаются на уникальный строительный материал: пуццоланический бетон, впечатляюще долговечный бетон, который давал римским структурам свою невероятную прочность.

dopenby = «caption-attachment-141959» style = «width: 642px» class = «wp-caption alignnone»>

Курительные пистолеты были маленькими, белыми кусочками лайма, которые можно найти в том, что, кажется, хорошо смешано бетоном. Присутствие этих кусков ранее было приписано плохому смешиванию или материалам, но это не имело смысла для материала-ученого адмира Масика из MIT.

«Идея о том, что наличие этих обломков извести, была просто связана с низким качественным контролем, всегда беспокоила меня»,-сказал Масич еще в январе 2023 года.

«Если римляне приложили столько усилий, чтобы сделать выдающийся строительный материал, следуя всем подробным рецептам, которые были оптимизированы в течение многих веков, почему Приложит ли они так мало усилий, чтобы обеспечить производство хорошо смешанного конечного продукта? MREC->

Masic и команда, возглавляемая инженером-строителем MIT Линдой Сеймур, тщательно изученной 2000-летние образцы римского бетона из археологического места Привернума в Италии.

Эти образцы подвергались сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, порошковой рентгеновской дифракции и конфокальной рамановской визуализации для Получите лучшее понимание обломков извести. использовал. Стандартное понимание пуццоланового бетона состоит в том, что он использует Slaked Lime. Во-первых, известняк нагревается при высоких температурах, чтобы получить очень реактивный каустический порошок, называемый QuickLime или оксид кальция. > Смешивание QuickLime с водой производит слабую извести или гидроксид кальция: немного менее реактивная, менее каустическая паста. Согласно теории, именно эта складка извести древние римляне смешалась с пуццоланой. -caption alignnone «>

«Преимущества горячего смешивания-двойные»,-сказал Масич.

»Во-первых, когда общий бетон нагревается до высоких температур, он позволяет химическим показателям, которые невозможны, если вы использовали только Slaked Lime, производя высокую температуру- Связанные соединения, которые иначе не образовались. -Татахмент-151673 «style =» ширина: 642px «class =» wp-caption aligncenter «>

И это имеет еще одно преимущество: обломки извести дают конкретные замечательные способности к самовосстановлению.

Когда трещины образуются в бетоне, они преимущественно перемещаются в обломки извести, которые имеют более высокую площадь поверхности, чем другие частицы в матрице. Когда вода попадает в трещину, она реагирует с извести, образуя раствор, богатый кальцием, который высыхает и затвердевает как карбонат кальция, склеивая трещину вместе и предотвращая его распространять. MREC->

Это наблюдалось в бетоне от другого 2000-летнего участка, гробницы Caecilia Metella, где трещины в бетоне были заполнены кальцитом. Это также может объяснить, почему римский бетон из морских дамп, построенных 2000 лет назад, в течение тысячелетий выжил нетронутым, несмотря на постоянное избиение океана.

Таким образом, команда проверила свои выводы, сделав пуццолановый бетон из древних и современных рецептов, используя QuickLime. Они также сделали управляющий бетон без QuickLime и провели испытания на трещины. Конечно же, треснутый бетон Quicklime был полностью зажит в течение двух недель, но контрольный бетон остался взломанным. Команда сейчас работает над коммерциализацией своего бетона как более экологически чистой альтернативы текущим беторам. Захватывающее подумать о том, как эти более долговечные бетонные составы могут расширить не только срок службы этих материалов, но и как это может повысить долговечность бетонных составов с 3D-печатью »,-сказал Масич.

Исследование было опубликовано в Science Advances .

версия этой статьи был впервые опубликован в январе 2023 года.