بتن رومی خودش را ترمیم می کند!

محققان MIT و هاروارد ادعا می کنند که معمای دوام ساختار بتنی روم باستان را حل کرده اند و اکنون قصد دارند نسخه مدرن این ساختار را به بازار ارائه کنند.

تیم تحقیقاتی دریافتند که رومیان باستان بتن خود را با آهک زنده که در حالت خالص آهک است، به جای آهک خشک شده رایج، می ساختند و همین به آن خاصیت «خود ترمیمی» می داد در واقع ” آهک مرده” یا همان “آهک هیدراته” است قدیم ترها عملا با ریختن آب روی آهک زنده ایجاد می شد. 

محققان نتیجه گرفتند که این همان چیزی است که مسئول سازه های ماندگار روم باستان مانند پانتئون یا معبد رومی سابق و کلیسای کاتولیک فعلی در رم ایتالیا است که هنوز حدود ۲۰۰۰ سال پس از ساخته شدن پابرجاست این  معبد به عنوان یکی از بزرگترین گنبدهای جهان جزو شگفتی‌های دنیای معماری است.

این تحقیق توسط Admir Masic که استاد مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه فناوری ماساچوست است به همراه تیمش انجام شد.

بتن های رومی

تیم Masic متوجه شدند تکه های سفید مرموز بتن سرنخ هایی را در خود دارند Admir Masic و تیمش تحقیقات خود را بر روی تکه های متمایز کربنات کلسیم سفید متمرکز کردند که به عنوان معمای بتن رومی شناخته شده بودند. قبلاً تصور می شد که این “کلاست های آهکی” شواهدی ازمخلوط کردن ضعیف هستند، اما این توضیح با فرضیه  Admir Masic  سازگار نبود.

Admir Masic می گوید: «این ایده که وجود این آهک ها صرفاً به کنترل بی کیفیت نسبت داده می شود، همیشه مرا آزار می داد. تصویر زیرکه عناصرموجود در یک قطعه دو سانتی متری از بتن روم باستان “کلاسه آهکی ”  را به رنگ قرمز نشان می دهد

برای تعیین منشاء کلاسست ها، تیم Masic شکل و ساختار کریستالی آنها را بررسی کرد. این بررسی‌ها نشان می‌دهد که رسوبات در دماهای شدید تشکیل شده‌اند، همانطور که با آماده‌سازی بتن با آهک زنده (اکسید کلسیم)، فرآیندی که گرمای زیادی آزاد می‌کند و به عنوان «مخلوط شدن داغ» شناخته می‌شود، ایجاد می‌شود. این برخلاف فرآیندهای معمول بتن‌سازی است که از آهک خشک شده با آب (هیدروکسید کلسیم) استفاده می‌کنند و واکنش‌پذیری آن را کاهش می‌دهند و همین  «مخلوط شدن داغ»  پتانسیلی برای خوددرمانی  بتن های رومی ایجاد کرده است.

 

به گفته Masic و تیمش، اختلاط داغ به کلاسه‌های آهک «معماری نانوذراتی شکننده» می‌دهد. به محض ایجاد ترک‌های ریز در بتن، کلاست‌ها را می‌شکنند و زمانی که آب به این ذرات می‌رسد، محلولی اشباع از کلسیم ایجاد می‌کند که به درون شکاف‌ها جریان می‌یابد و دوباره کریستال می‌شود تا آنها را ترمیم کند، همچنین از فواید اختلاط گرم میتوان به دو مورد اشاره کرد:

۱-  زمانی که بتن کلی تا دماهای بالا گرم می شود، امکان ایجاد مواد شیمیایی را فراهم می کند که اگر فقط از آهک خشک شده استفاده کنید امکان پذیر نیست و ترکیبات مرتبط با دمای بالا را تولید می کند که در غیر این صورت تشکیل نمی شد.”

۲-  این افزایش دما زمان پخت و گیرش را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد، زیرا تمام واکنش‌ها تسریع می‌شوند و امکان ساخت و ساز بسیار سریع‌تر را فراهم می‌کنند.

این تیم برای اثبات فرضیه خود، نمونه هایی از بتن گرم مخلوط را با استفاده از فرمولاسیون های قدیمی و مدرن تولید کردند سپس باعث ترک خوردن انها شدند و آب را از میان شکاف ها عبور دادند، در عرض دو هفته، ترک‌ها بهبود یافتند و آب دیگر نمی‌توانست از آن عبور کند، در حالی که بلوک‌های بتنی یکسانی که بدون آهک زنده ساخته شده بودند، هرگز بهبود نیافتند. این تیم امیدوار است که کشف آنها بتواند به افزایش طول عمر بتن مدرن کمک کند و در نتیجه تاثیرات محیطی بدنام این ماده را که به تنهایی مسئول حدود هشت درصد انتشار کربن در جهان است، کاهش دهد.

5/5 - (1 امتیاز)
آرشیتکت

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لینک کوتاه: