Věda vysvětlila, proč římský beton vydržel téměř 2 000 let.

(Novinky Dan Tri) - Stavba postavená před téměř 2 000 lety poskytuje další důkaz tajemství trvanlivosti starověkého římského betonu, který odolal zkoušce času.

Před údajným zřícením Pompejí v roce 79 n. l. objevili archeologové pod sopečným popelem, který ji pohřbil, dokonale zachovanou, „zmrzlou“ strukturu římských stavebních technik.

Kopule Pantheonu v Římě v současnosti drží rekord jako největší dochovaná nevyztužená betonová konstrukce na světě (Foto: Getty Images).

Zde našli úhledně naskládané hromady materiálů, včetně komponentů používaných k míchání proslulého odolného betonu, za památkami, jako je Pantheon, kde mohutná nevyztužená betonová kopule stojí po tisíciletí.

Technologie „horkého míchání“ odhaluje důvod mimořádné trvanlivosti římského betonu.

Nedávno zcela nová analýza odhalila, že tajemství spočívá v technice, kterou materiálový vědec Admir Masic z Massachusettského technologického institutu (MIT) nazývá „horké míchání“.

Tato metoda zahrnuje přímé smíchání betonových složek, včetně pucolánové směsi sopečného popela s páleným vápnem, které reaguje s vodou a ve směsi vytváří velké množství tepla.

Když se celý beton zahřeje na vysoké teploty, dochází k chemickým reakcím, ke kterým by bez vápna samotného nedošlo, a vznikají sloučeniny charakteristické pro podmínky vysoké teploty.

Některé stavební materiály nalezené v Pompejích (Foto: Archeologický park Pompeje).

Zvýšená teplota však výrazně zkracuje dobu tuhnutí a vytvrzování, protože všechny reakce probíhají rychleji, což umožňuje vysokorychlostní výstavbu.

Zejména zbývající částice páleného vápna ve směsi daly římskému betonu schopnost „samoléčit“ trhliny v průběhu času.

Když beton praská, trhliny mají tendenci se šířit na částice vápna, které mají větší povrch než ostatní částice matrice.

Když voda pronikne do trhlin, reaguje s vápnem a vytváří roztok bohatý na vápník, který po zaschnutí vytváří uhličitan vápenatý, čímž trhlinu utěsní a zabrání jejímu šíření.

„Tento materiál má při správném rozluštění historickou i vědeckou hodnotu. Má schopnost se samoobnovovat po tisíce let a fungovat flexibilně a trvale.“

„Římský beton odolal zemětřesením, sopečným erupcím, přežil pod vodou a odolal drsné erozi prostředí,“ uvedl Masic v časopise Nature Communications.

Ačkoli technika horkého míchání pomohla vysvětlit velkou část záhady obklopující trvanlivost římského betonu, toto zjištění neodpovídá skutečnému vzorci popsanému v pojednání architekta Vitruvia De architectura.

Vpravo je zobrazena zeď na místě v Pompejích a kompoziční analýza. (Foto: Archeologický park Pompeje)

Podle Vitruviova popisu muselo být vápno před smícháním s pucolánem hašeno vodou; tento rozpor mezi starověkými záznamy a archeologickými důkazy vědce mate.

Vitruviova díla jsou považována za nejkomplexnější zdroj informací o římské architektuře a technologii opus caementicium (římský beton), ale zkoumané vzorky odhalují zcela jiný příběh.

Pod mikroskopem vzorky malty ve zdi vykazovaly jasné známky horkého míchání, popraskané úlomky vápna, reaktivní vrstvu bohatou na vápník, která se rozprostírala do částic sopečného popela, a drobné krystalky kalcitu a aragonitu vytvořené v dutinách pemzy.

Ramanova spektroskopie potvrdila alteraci minerálů, zatímco izotopová analýza odhalila procesy karbonizace probíhající v průběhu času.

Aplikace samoopravného betonu v moderní době.

Podle Masice výsledky ukazují, že Římané připravovali pojivo tak, že vzali pálené vápno, rozemleli ho na určitou velikost, smíchali ho za sucha se sopečným popelem a poté přidali vodu, aby vytvořili pojivo.

Podle výzkumníků by tyto znalosti mohly být aplikovány na moderní výrobu betonu, což by demonstrovalo moudrost našich předků.

Moderní beton je jedním z nejoblíbenějších stavebních materiálů na světě, ale není příliš odolný a snadno se opotřebovává již po několika desetiletích.

Výrobní proces také poškozuje životní prostředí, spotřebovává zdroje a produkuje skleníkové plyny. Zlepšení trvanlivosti betonu by mohlo pomoci k jeho větší udržitelnosti.

„Způsob, jakým se dutiny v sopečném materiálu vyplňují rekrystalizací, je něco úžasného, ​​co chceme replikovat. Chceme materiály, které se dokáží samy zahojit,“ sdělil Masic.

Zdroj: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khoa-hoc-da-ly-giai-vi-sao-be-tong-la-ma-ben-vung-gan-2000-nam-20251212000408505.htm