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.

كان الرومان القدماء معروفين بأنهم أساتذة البناء والهندسة. ومن بين روائعهم الأكثر إثارة للإعجاب نظام القنوات المائية، الذي لا يزال يعمل حتى يومنا هذا. يعود الفضل في المتانة الدائمة للهياكل الرومانية إلى حد كبير إلى مادة فريدة تسمى الخرسانة البوزولانية.

تم تسمية هذا النوع من الخرسانة على اسم مدينة بوتسولي الإيطالية، وهو العامل الذي ساعد العديد من الهياكل الرومانية على البقاء لآلاف السنين. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك البانثيون، وهو أكبر مبنى خرساني غير مقوى في العالم . بعد مرور ما يقرب من 2000 عام، لا يزال البانثيون قائمًا، ويشهد على تطور الهندسة الرومانية القديمة.

الخرسانة الرومانية و"سر" الشفاء الذاتي

الخرسانة البوزولانية مصنوعة من خليط من الرماد البركاني (البوزولانا) والجير. عند خلط هذين المكونين مع الماء، يتفاعلان كيميائيًا لتكوين خرسانة قوية. لكن سر الخرسانة الرومانية لا يكمن فقط في مكوناتها، بل أيضًا في كيفية خلط الرومان لها.

وقد وجد العلماء كتلاً صغيرة بيضاء من الجير في العينات المستخرجة من الخرسانة الرومانية. في السابق، كان يُعتقد أن هذا يحدث نتيجة سوء خلط الخرسانة أو المواد ذات الجودة الرديئة. ومع ذلك، فقد أظهرت الأبحاث التي أجراها فريق من العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) عكس ذلك. هذه الكتل الجيرية ليست خطأً فنياً، بل هي "المفتاح" لخلق المتانة المتميزة للخرسانة الرومانية.

قام فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بقيادة العالم أدمير ماسيك، بتحليل عينات خرسانية عمرها 2000 عام من موقع بريفيرنوم في إيطاليا. اكتشفوا أنه بدلاً من استخدام الجير المطفأ (الجير المعتاد المصنوع من هيدروكسيد الكالسيوم)، ربما استخدم الرومان الجير الحي (أكسيد الكالسيوم) وخلطوه مباشرة مع البوزولانا والماء في درجات حرارة عالية جدًا. تُسمى هذه التقنية "الخلط الساخن".

وفقا للبحث، فإن عملية الخلط الساخن تقدم فائدتين مهمتين. أولاً، تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى إنشاء مركبات كيميائية خاصة لا يمكن تكوينها باستخدام الجير وحده، مما يمنح الخرسانة متانة أكبر. بالإضافة إلى ذلك، تم تقصير وقت معالجة وتصلب الخرسانة، مما سمح للرومان ببناء الهياكل بشكل أسرع.

الميزة الأكثر تميزًا لتقنية الخلطة الساخنة هي قدرة الخرسانة على الشفاء الذاتي. عندما تتشقق الخرسانة، تميل الشقوق إلى الامتداد إلى كتل الجير في كتلة الخرسانة. عند تعرضه للماء، يتفاعل الجير كيميائيًا، مما يؤدي إلى تكوين محلول غني بالكالسيوم. يجف هذا المحلول، ويشكل كربونات الكالسيوم، التي تعمل على سد الشقوق، ومنعها من الانتشار.

أدلة من الهياكل القديمة

وقد لوحظت هذه القدرة على الشفاء الذاتي بوضوح في الهياكل الرومانية القديمة. على سبيل المثال، في قبر سيسيليا ميتيلا، تم ملء الشقوق في الخرسانة بالكامل بالكالسيت - وهو شكل بلوري من كربونات الكالسيوم. على الرغم من تعرض الجدران البحرية التي يبلغ عمرها 2000 عام لضربات المحيط المستمرة، إلا أن الخرسانة الرومانية لا تزال سليمة تقريبًا. ببساطة، كلما تعرض الخرسانة الرومانية للرياح والأمطار والطقس القاسي، أصبحت أقوى.

ولاختبار النظرية، أعاد الفريق إنشاء الخرسانة الرومانية باستخدام تقنية الخلط الساخن مع الجير الحي. كما قاموا أيضًا بإنشاء خرسانة خالية من الجير للمقارنة. وأظهرت النتائج أن الخرسانة بالطريقة الرومانية قادرة على سد الشقوق ذاتيا خلال أسبوعين، في حين ظلت الخرسانة التقليدية متشققة.

ومن الممكن ملاحظة أن الخرسانة الرومانية ليست مجرد شهادة على إبداع ورؤية الرومان القدماء، بل هي أيضًا مصدر إلهام لصناعة البناء الحديثة. إن قدراتها على الشفاء الذاتي ومتانتها المذهلة يمكن أن تفتح آفاقًا جديدة لمواد البناء المستقبلية، وخاصة في سياق 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