自己治癒コンクリート
コンクリートは、ほとんどの現代建築の核となる材料です。しかし、コロッセオやパンテオンといった古代遺跡の驚異的な耐久性と比較すると、現代のコンクリートの寿命ははるかに短く、常に修理が必要です。この違いは何なのでしょうか？
マサチューセッツ工科大学（MIT、米国）の新たな研究により、古代ローマのコンクリートブロックの奥深くに隠された秘密が明らかになりました。それは、 SFの世界だけに存在すると思われていた自己修復能力です。
ローマのコロッセオは数千年経った今でもなお立っています。(写真: Archdaily)
研究チームは、プリヴェルヌム（イタリア）の古代都市の城壁遺跡から採取したコンクリートのサンプルを分析しました。その結果、主成分はポゾラン火山灰、凝灰岩、石灰といった馴染みのある物質であったものの、内部に小さな白い結晶が見られ、これはこれまで「混合ミス」と考えられていたことが判明しました。
実は、鍵となるのは石灰そのものです。コンクリートにひび割れが生じて水が浸入すると、未反応の石灰片が即座に化学反応を引き起こし、飽和カルシウム溶液を作り出します。
この溶液はその後、炭酸カルシウムへと結晶化し、ひび割れを埋め、周囲の材料粒子と再結合する化合物となります。このようにして、コンクリートは人間の介入なしに構造を「補修」します。
この反応は完全に自然なもので、人体が皮膚の傷を治癒する仕組みに似ています。研究チームによると、これは建築材料において非常に稀な特性であり、「化学的自己治癒」メカニズムです。
異なる生産方法
もう一つの大きな違いは、コンクリートの製造技術でした。ローマ人は消石灰（水で混ぜた石灰）ではなく、熱間練りの技術を用いていたと考えられています。彼らは骨材とポゾラン灰の混合物に生石灰を直接加え、その後水を加えました。
この拡大画像は、火山灰と石灰が海水と反応して形成されたカルシウムアルミノケイ酸塩（CASH）セメント質材料を示しています。CASHセメント質マトリックス内には、Al-トバモライトの白金結晶が成長しています（写真：ゲッティ）。
このプロセスで生成される熱反応により、カルシウムの貯蔵物として機能する分解されていない石灰の破片が生成されます。
数十年、あるいは数百年後、気候、地震、荷重などによりコンクリートブロックにひび割れが生じると、これらのカルシウムの蓄積が活性化され、自己修復の連鎖反応が起こります。
この発見は、ローマの建造物が何千年もの間存続してきた理由を説明するだけでなく、現代の建設資材業界に新たな方向性をもたらすものでもある。
MITの研究チームの責任者であるアドミール・マシック教授は、この自己修復技術を再現して現代のコンクリートに適用すれば、建物の寿命を延ばし、修繕コストを大幅に削減し、そして最も重要なことに、温室効果ガスの排出を削減できると述べた。
セメント産業は現在、世界の二酸化炭素排出量の約8%を占めており、その主な要因は建物の生産、輸送、メンテナンスです。古代ローマのように自己治癒力を持つコンクリートを開発すれば、この状況を変えることができるかもしれません。
超先端素材や複雑な産業チェーンを必要とせずとも、古代の技術は今もなお時代を超えた力を発揮しています。そして時として、人類は前進するために、先祖が残したものを振り返ることを余儀なくされます。
出典: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-bi-mat-giup-be-tong-la-ma-ben-hang-nghin-nam-20250728070224281.htm
コメント (0)