Kodėl senovės romėnų betonas buvo toks tvirtas?

Senovės romėnai buvo statybos ir inžinerijos meistrai. Garsiausi jų kūriniai - akvedukai, kurių didžioji dalis išliko iki mūsų dienų. Visi Romos imperijos architektūros stebuklai buvo susiję su unikalia statybine medžiaga - pucolaniniu betonu, kuris suteikdavo pastatams neįtikėtino tvirtumo. Pavyzdžiui, Romos Panteonas, išlikęs nepažeistas 2000 metų, yra didžiausio nesustiprinto betono kupolo pasaulio rekordininkas.

Buvo manoma, kad tvirtumo paslaptis slypi pucolano - vulkaninių pelenų ir kalkių mišinio - sudedamosiose dalyse. Sumaišius su vandeniu, iš šių dviejų medžiagų susidaro tvirtas betonas. Tačiau paaiškėjo, kad tai nėra vienintelis stiprybės paaiškinimas.

Masačusetso technologijos instituto mokslininkai kruopščiai ištyrė 2000 metų senumo romėniškojo betono pavyzdžius, paimtus iš kasinėjimų Privernumo komunoje. Medžiagos buvo patikrintos elektroninės mikroskopijos, energijos dispersinės rentgeno spinduliuotės spektroskopijos, rentgeno spinduliuotės miltelių difrakcijos ir konfokalinio Ramano vaizdavimo metodais.

Populiari versija teigia, kad romėnai gesintas kalkes maišė su pucolanu - kalkakmenį kaitino aukštoje temperatūroje, kad susidarytų labai reaktyvūs ėsdinantys milteliai, ir "gesino" vandeniu. Tačiau analizė parodė, kad romėnai iš tikrųjų nenaudojo gesintų kalkių. Romėnų betonas buvo gaminamas maišant negesintas kalkes tiesiogiai su pucolanu ir vandeniu itin aukštoje temperatūroje. Technologai šį procesą pavadino "karštuoju maišymu". Maišant susidarė kalkių gabalėlių - jų nesunkiai galima rasti romėnų betone.

Karštas maišymas turi ir privalumų, ir trūkumų. Kai betonas įkaitinamas iki aukštos temperatūros, į reakciją gali įsijungti cheminės medžiagos, kurių nebūtų įmanoma naudoti su hidratuotomis kalkėmis. Aukštesnė temperatūra labai pablogina betono rišimąsi, tačiau dėl pagreitėjusių reakcijų pastatus galima statyti daug greičiau.

Be to, dėl mažų kalkių gabalėlių betonas pasižymi ypatingu savaiminio gijimo gebėjimu. Kai betone susidaro įtrūkimų, jie pirmiausia juda link nuolaužų, kurių paviršiaus plotas yra didesnis nei kitų dalelių. Į plyšį patekęs vanduo reaguoja su kalkėmis ir sudaro tirpalą, kuriame gausu kalcio. Tirpalas išdžiūsta ir sukietėja, užklijuodamas įtrūkimą ir neleisdamas jam toliau plisti.

Technologai savo išvadas išbandė gamindami pucolaninį betoną pagal skirtingas receptūras, naudodami negesintas kalkes. Atlikus bandymus paaiškėjo, kad įtrūkęs betonas, pagamintas naudojant negesintas kalkes, per dvi savaites visiškai atsistatė, o įprastas betonas liko įtrūkęs, rašo "Science Alert".

P komentaras: užsienis rašo, todėl tiesos ieškokite "duonos trupiniais"... atsirinkite faktus. Patiko pasidalinkite.