لماذا لا تزال الخرسانة الرومانية التي يبلغ عمرها 2000 عام تتفوق على الخرسانة الحديثة من حيث المتانة؟

كلما تعرضت الخرسانة التي أنشأها الرومان القدماء للأمطار والشمس، أصبحت أكثر متانة بفضل سر خاص في المواد وطريقة خلط الخرسانة.

عُرف الرومان القدماء بكونهم رواد البناء والهندسة. ومن أروع أعمالهم نظام قنواتهم المائية، الذي لا يزال قائمًا حتى اليوم. وتُعزى متانة المباني الرومانية الخالدة إلى حد كبير إلى مادة فريدة تُسمى الخرسانة البوزولانية.

سُمّي هذا النوع من الخرسانة تيمنًا بمدينة بوتسولي الإيطالية، وهو ما سمح للعديد من المباني الرومانية بالبقاء لآلاف السنين. ومن أبرز الأمثلة على ذلك البانثيون، أكبر مبنى خرساني غير مُسلّح في العالم . وبعد ما يقرب من ألفي عام، لا يزال البانثيون قائمًا، شاهدًا على براعة الهندسة الرومانية القديمة.

الخرسانة الرومانية و"سر" الشفاء الذاتي

تُصنع الخرسانة البوزولانية من خليط من الرماد البركاني (البوزولانا) والجير. عند خلطهما بالماء، يتفاعل المكونان كيميائيًا لتكوين خرسانة متينة. لكن سر الخرسانة الرومانية لا يكمن فقط في مكوناتها، بل أيضًا في طريقة خلطها.

عثر العلماء على كتل صغيرة بيضاء من الجير في عينات خرسانية رومانية مُستخرجة. كان يُعتقد سابقًا أن هذا ناتج عن سوء خلط الخرسانة أو سوء جودة المواد. إلا أن بحثًا أجراه فريق من العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أظهر عكس ذلك. هذه الكتل من الجير ليست خطأً فنيًا، بل هي سرّ المتانة الفائقة للخرسانة الرومانية.

قام فريق من باحثي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بقيادة أدمير ماسيك بتحليل عينات خرسانية عمرها 2000 عام من موقع بريفرنوم في إيطاليا. ووجدوا أنه بدلاً من استخدام الجير المطفأ (وهو جير شائع يُصنع من هيدروكسيد الكالسيوم)، استخدم الرومان على الأرجح الجير الحي (أكسيد الكالسيوم) وخلطوه مباشرةً مع البوزولانا والماء بدرجات حرارة عالية جدًا. تُسمى هذه التقنية "الخلط الساخن".

وفقًا للدراسات، تُقدم عملية الخلط الساخن فائدتين مهمتين. أولًا، تُنتج درجات الحرارة العالية مركبات كيميائية خاصة لا يُمكن تكوينها باستخدام الجير المطفأ وحده، مما يُعطي الخرسانة قوة أكبر. بالإضافة إلى ذلك، يُقلل وقت تصلب الخرسانة ومعالجتها، مما يُمكّن الرومان من البناء بشكل أسرع.

الميزة الأبرز لتقنية الخلطة الساخنة هي قدرة الخرسانة على الشفاء الذاتي. فعندما تتشقق الخرسانة، تميل هذه التشققات إلى الانتشار إلى كتل الجير في كتلة الخرسانة. وعند تعرضها للماء، يتفاعل الجير كيميائيًا، مكونًا محلولًا غنيًا بالكالسيوم. يجف هذا المحلول، مكونًا كربونات الكالسيوم، التي تُرقع الشقوق، مانعةً إياها من الانتشار.

أدلة من الهياكل القديمة

لُوحظت هذه القدرة على الشفاء الذاتي بوضوح في المباني الرومانية القديمة. على سبيل المثال، في مقبرة سيسيليا ميتيلا، امتلأت الشقوق في الخرسانة بالكامل بالكالسيت - وهو شكل بلوري من كربونات الكالسيوم. وفي جدران بحرية عمرها ألفي عام، صمدت الخرسانة الرومانية بشكل شبه سليم رغم تعرضها المستمر لضربات المحيط. ببساطة، كلما زادت قوة تحملها للأمطار والرياح والطقس القاسي، ازدادت قوة الخرسانة الرومانية.

لاختبار نظريتهم، أعاد الفريق إنتاج الخرسانة الرومانية باستخدام تقنية الخلط الساخن مع الجير الحي. كما صنعوا نسخة من الخرسانة بدون جير للمقارنة. أظهرت النتائج أن الخرسانة الرومانية أصلحت شقوقها في غضون أسبوعين، بينما ظلت الخرسانة التقليدية متشققة.

الخرسانة الرومانية ليست فقط شاهدًا على إبداع الرومان القدماء وبصيرتهم، بل هي أيضًا مصدر إلهام لصناعة البناء الحديثة. قدرتها على الإصلاح الذاتي ومتانتها المذهلة قد تفتح آفاقًا جديدة لمواد البناء المستقبلية، لا سيما في ظل الحاجة إلى حلول صديقة للبيئة.

المصدر: https://giadinh.suckhoedoisong.vn/vi-sao-be-tong-la-ma-2000-nam-tuoi-van-danh-bai-be-tong-thoi-nay-ve-do-ben-bi-172241203073635492.htm