Spre deosebire de clădirile ,,moderne” din beton care, neglijate câteva decenii, încep să se destrame, structurile construite de vechii romani sunt încă rezistente după 2.000 de ani. Experții au descoperit că betonul roman conține un ingridient special care îl ajută să se autovindece de crăpături.
Betonul este cel mai frecvent utilizat material de construcție din lume, dar nu este impenetrabil la deteriorări. Intemperiile pot duce la apariția unor fisuri mici, care se pot transforma în fisuri mult mai mari care, în cele din urmă, amenință integritatea întregii structuri. Acest lucru poate necesita întreținere sau o operațiune de înlocuire costisitoare pentru a preveni o defecțiune catastrofală.
În schimb, structurile romane antice au rezistat testului timpului timp de mai bine de două milenii. Pentru a afla cum, oamenii de știință examinează de mult timp mostre de material la microscop pentru a studia compoziția și a descoperi ingredientele care conferă o asemenea rezistență.
Magment, betonul care ar putea încărca mașina electrică în timp ce conduceți
Betonul roman, fabricat din cenușă vulcanică
Materialul puzzolanic, fabricat din cenușă vulcanică dintr-o anumită regiune a Italiei, figurează în mod proeminent. La fel și varul, iar în studiile anterioare s-a constatat că acesta ajută betonul să devină mai rezistent în timp în mediile marine, cum ar fi pilonii. O descoperire nouă – bucăți de minerale albe de dimensiuni milimetrice numite claste de var – erau de obicei ignorate ca fiind un produs secundar, dar în noul studiu, cercetătorii au descoperit că acestea ar putea fi acolo cu un motiv.
„Ideea că prezența acestor zone de var a fost atribuită pur și simplu unui control de calitate scăzut m-a deranjat întotdeauna”, a declarat Admir Masic, autorul principal al studiului.
„Dacă romanii au depus atât de mult efort pentru a produce un material de construcție excepțional, urmând toate rețetele detaliate care au fost optimizate pe parcursul a mai multor secole, de ce ar depune atât de puțin efort pentru a asigura obținerea unui produs final bine amestecat? Trebuie să existe mai mult în această poveste.”
Varul, elementul cheie din betonul roman
Echipa a folosit mai multe tehnici de imagistică și de cartografiere chimică pentru a inspecta mult mai îndeaproape elementele de var și a descoperit că acestea sunt alcătuite din tipuri de carbonat de calciu, care par să se fi format la temperaturi ridicate. Acest lucru a sugerat că au fost fabricate prin adăugarea directă (sau „amestecarea la cald”) a varului nestins, o formă mai reactivă de var decât forma pe care se presupune că o foloseau vechii romani.
„Beneficiile amestecului la cald sunt duble”, a spus Masic. „În primul rând, atunci când betonul în ansamblu este încălzit la temperaturi ridicate, permite chimii care nu sunt posibile dacă ați folosi doar var stins, producând compuși asociați cu temperaturi ridicate care altfel nu s-ar forma. În al doilea rând, această temperatură crescută reduce semnificativ timpii de întărire și de priză, deoarece toate reacțiile sunt accelerate, permițând o construcție mult mai rapidă.”
Dar, mai important, aceste elemente de var joacă un rol activ în autovindecarea betonului.
Procesul de amestecare la cald face ca incluziunile să fie fragile, astfel încât, atunci când se formează mici fisuri în beton, acestea se vor deplasa prin elementele de var mai ușor decât prin materialul din jur. Atunci când apa pătrunde în fisuri, aceasta reacționează cu varul, formând o soluție care se întărește din nou în carbonat de calciu și astupă fisura. De asemenea, poate reacționa cu materialul puzzolanic și poate întări și mai mult betonul în sine.
Deci, mai degrabă decât să fie un produs secundar nedorit, aceste elemente de var sunt acolo cu un motiv, spune echipa. Acest mecanism de autovindecare poate fi un factor major în longevitatea structurilor de beton romane antice.
Pentru a testa această ipoteză, cercetătorii au produs apoi mostre de beton vechi și modern amestecate la cald, apoi le-au fisurat și au făcut să curgă apă prin fisuri pentru perioade îndelungate. După două săptămâni, proba de beton antic își vindecase fisurile, blocând curgerea apei. Materialul modern, pe de altă parte, nu s-a vindecat deloc.
Echipa spune că această descoperire nu numai că ne ajută să înțelegem secretele ingineriei antice, dar ar putea ajuta la îmbunătățirea rețetelor moderne de beton.
Cercetarea a fost publicată în revista Science Advances.
Cine erau centurionii? Forțele de elită ale armatei Imperiului Roman
Drumurile antice romane au încă un efect misterios. O descoperire științifică