Ανακαλύπτοντας το μυστικό που βοηθά το ρωμαϊκό σκυρόδεμα να διαρκεί χιλιάδες χρόνια

(Νταν Τρι) - Χωρίς τη σύγχρονη τεχνολογία, οι αρχαίες ρωμαϊκές κατασκευές εξακολουθούν να υπάρχουν εδώ και περισσότερα από 2.000 χρόνια.

Αυτοθεραπευόμενο σκυρόδεμα

Το σκυρόδεμα είναι το βασικό υλικό των περισσότερων σύγχρονων κατασκευών. Αλλά σε σύγκριση με την απίστευτη ανθεκτικότητα αρχαίων μνημείων όπως το Κολοσσαίο ή το Πάνθεον, το σημερινό σκυρόδεμα έχει πολύ μικρότερη διάρκεια ζωής και χρειάζεται συνεχώς επισκευές. Τι κάνει τη διαφορά;

Μια νέα μελέτη από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT, ΗΠΑ) αποκάλυψε το μυστικό που κρύβεται βαθιά μέσα στα αρχαία ρωμαϊκά τσιμεντόλιθους. Πρόκειται για την ικανότητα αυτοθεραπείας, ένα χαρακτηριστικό που φαίνεται να υπάρχει μόνο στην επιστημονική φαντασία.

Το Ρωμαϊκό Κολοσσαίο εξακολουθεί να υπάρχει μετά από χιλιετίες. (Φωτογραφία: Archdaily).

Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε δείγματα σκυροδέματος που ελήφθησαν από τα ερείπια του αρχαίου τείχους της πόλης στο Πριβέρνουμ (Ιταλία). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι παρόλο που τα κύρια συστατικά ήταν ακόμη γνωστά υλικά όπως ηφαιστειακή τέφρα ποζολάνης, τόφφος και ασβέστης, εμφανίστηκαν στο εσωτερικό μικροί λευκοί κρύσταλλοι, οι οποίοι κάποτε θεωρούνταν «σφάλματα λανθασμένης ανάμειξης».

Στην πραγματικότητα, το κλειδί είναι ο ίδιος ο ασβέστης. Όταν το σκυρόδεμα ραγίσει και εισχωρήσει νερό, οι νιφάδες ασβέστη που δεν έχουν αντιδράσει πυροδοτούν αμέσως μια χημική διαδικασία, δημιουργώντας ένα κορεσμένο διάλυμα ασβεστίου.

Αυτό το διάλυμα στη συνέχεια κρυσταλλώνεται σε ανθρακικό ασβέστιο, μια ένωση που μπορεί να γεμίσει ρωγμές και να επανασυνδέσει τα γύρω σωματίδια υλικού. Με αυτόν τον τρόπο, το σκυρόδεμα «επιδιορθώνει» τη δομή του χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.

Αυτή η αντίδραση είναι απολύτως φυσική, παρόμοια με τον τρόπο που το ανθρώπινο σώμα επουλώνει πληγές στο δέρμα. Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, αυτό είναι ένα πολύ σπάνιο χαρακτηριστικό στα δομικά υλικά: ο μηχανισμός της «χημικής αυτοθεραπείας».

Διαφορετικές μέθοδοι παραγωγής

Μια άλλη μεγάλη διαφορά είναι η τεχνική που χρησιμοποιείται για την παρασκευή σκυροδέματος. Αντί να χρησιμοποιούν σβησμένο ασβέστη (ασβέστη αναμεμειγμένο με νερό), οι Ρωμαίοι μπορεί να χρησιμοποιούσαν μια τεχνική θερμής ανάμειξης. Πρόσθεσαν άσβεστο απευθείας στο μείγμα αδρανών και τέφρας ποζολάνης και στη συνέχεια πρόσθεσαν νερό.

Αυτή η μεγεθυμένη εικόνα δείχνει τον σεμεντίτη αργιλοπυριτικού ασβεστίου (CASH) που σχηματίζεται όταν ηφαιστειακή τέφρα και ασβέστης αντιδρούν με θαλασσινό νερό. Κρύσταλλοι πλατίνας Al-τοβερμορίτη έχουν αναπτυχθεί εντός της μήτρας σεμεντίτη CASH (Φωτογραφία: Getty).

Η θερμική αντίδραση που παράγεται από αυτή τη διαδικασία δημιουργεί μη αποσυντιθέμενα θραύσματα ασβέστου που λειτουργούν ως δεξαμενές ασβεστίου.

Μετά από δεκάδες ή και εκατοντάδες χρόνια, όταν το τσιμεντόλιθο ραγίζει λόγω κλίματος, σεισμών ή φορτίων, αυτά τα αποθέματα ασβεστίου ενεργοποιούνται, δημιουργώντας μια αυτοθεραπευτική αλυσιδωτή αντίδραση.

Αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο βοηθά στην εξήγηση του γιατί οι ρωμαϊκές κατασκευές έχουν αντέξει για χιλιετίες, αλλά ανοίγει και νέες κατευθύνσεις για τη σύγχρονη βιομηχανία δομικών υλικών.

Ο καθηγητής Admir Masic – επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας στο MIT – δήλωσε ότι εάν αυτή η τεχνολογία αυτοΐασης αναδημιουργηθεί και εφαρμοστεί στο σύγχρονο σκυρόδεμα, μπορούμε να παρατείνουμε τη διάρκεια ζωής του κτιρίου, να μειώσουμε σημαντικά το κόστος επισκευής και, το πιο σημαντικό, να μειώσουμε τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Η τσιμεντοβιομηχανία ευθύνεται για περίπου το 8% των παγκόσμιων εκπομπών άνθρακα, οι περισσότερες από τις οποίες προέρχονται από την κατασκευή, τη μεταφορά και τη συντήρηση κτιρίων. Η ανάπτυξη αυτοεπιδιορθωμένου σκυροδέματος όπως οι αρχαίοι Ρωμαίοι θα μπορούσε να το αλλάξει αυτό.

Χωρίς την ανάγκη για υπερ-προηγμένα υλικά ή πολύπλοκες βιομηχανικές διαδικασίες, οι αρχαίες τεχνικές εξακολουθούν να αποδεικνύουν τη διαχρονική τους δύναμη. Και μερικές φορές, για να προχωρήσει μπροστά, η ανθρωπότητα αναγκάζεται να κοιτάξει πίσω σε ό,τι άφησαν πίσω τους οι πρόγονοί μας.

Πηγή: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-bi-mat-giup-be-tong-la-ma-ben-hang-nghin-nam-20250728070224281.htm