Odkrywamy sekret, dzięki któremu beton rzymski przetrwa tysiące lat

(Dan Tri) - Bez nowoczesnej technologii starożytne rzymskie budowle stoją nadal ponad 2000 lat.

Beton samonaprawiający się

Beton jest podstawowym materiałem większości współczesnych konstrukcji. Jednak w porównaniu z niesamowitą trwałością starożytnych zabytków, takich jak Koloseum czy Panteon, dzisiejszy beton ma znacznie krótszą żywotność i wymaga ciągłych napraw. Co czyni tę różnicę?

Nowe badanie przeprowadzone przez Massachusetts Institute of Technology (MIT, USA) ujawniło sekret ukryty głęboko w starożytnych rzymskich blokach betonowych. To zdolność do samonaprawy, cecha, która zdaje się istnieć tylko w science fiction.

Rzymskie Koloseum stoi nadal, mimo upływu tysiącleci. (Zdjęcie: Archdaily).

Zespół badawczy przeanalizował próbki betonu pobrane z ruin starożytnych murów miejskich w Privernum (Włochy). Wyniki wykazały, że chociaż głównymi składnikami były nadal znane materiały, takie jak pucolana, popiół wulkaniczny, tuf i wapno, w ich wnętrzu pojawiły się małe białe kryształy, które kiedyś uważano za „błędy wynikające z niedomieszania”.

W rzeczywistości kluczem jest samo wapno. Kiedy beton pęka i woda wsiąka, niereagujące płatki wapna natychmiast uruchamiają proces chemiczny, tworząc nasycony roztwór wapnia.

Roztwór ten krystalizuje się następnie w węglan wapnia, związek, który może wypełniać pęknięcia i ponownie wiązać otaczające cząsteczki materiału. W ten sposób beton „łata” swoją strukturę bez ingerencji człowieka.

Ta reakcja jest całkowicie naturalna, podobna do sposobu, w jaki ludzki organizm goi rany na skórze. Według zespołu badawczego jest to bardzo rzadka cecha w materiałach budowlanych: mechanizm „chemicznej samoregeneracji”.

Różne metody produkcji

Kolejną istotną różnicą jest technika produkcji betonu. Zamiast wapna gaszonego (wapna zmieszanego z wodą), Rzymianie prawdopodobnie stosowali technikę mieszania na gorąco. Dodawali wapno palone bezpośrednio do mieszanki kruszywa i popiołu pucolanowego, a następnie dodawali wodę.

Powiększony obraz przedstawia cementyt glinokrzemianu wapnia (CASH) powstały w wyniku reakcji popiołu wulkanicznego i wapna z wodą morską. Kryształy platyny tobermorytu glinowego wyrosły w matrycy cementytu CASH (zdjęcie: Getty).

W wyniku reakcji cieplnej powstają nierozłożone fragmenty wapna, które pełnią funkcję zbiorników wapnia.

Po dziesiątkach, a nawet setkach lat, gdy betonowy blok pęknie pod wpływem czynników atmosferycznych, trzęsień ziemi lub obciążeń, zasoby wapnia aktywują się, co powoduje reakcję łańcuchową samonaprawiania.

Odkrycie to nie tylko pomaga wyjaśnić, dlaczego rzymskie budowle przetrwały tysiąclecia, ale także otwiera nowe kierunki dla współczesnego przemysłu materiałów budowlanych.

Profesor Admir Masic – szef zespołu badawczego na MIT – stwierdził, że jeśli tę technologię samonaprawiania uda się odtworzyć i zastosować do współczesnego betonu, będziemy mogli wydłużyć żywotność budynku, znacznie obniżyć koszty napraw, a co najważniejsze, ograniczyć emisję gazów cieplarnianych.

Przemysł cementowy odpowiada za około 8% globalnej emisji dwutlenku węgla, z czego większość pochodzi z produkcji, transportu i utrzymania budynków. Opracowanie samonaprawiającego się betonu, na wzór starożytnych Rzymian, mogłoby to zmienić.

Bez potrzeby stosowania supernowoczesnych materiałów i skomplikowanych procesów przemysłowych, starożytne techniki wciąż dowodzą swojej ponadczasowej mocy. A czasami, aby iść naprzód, ludzkość jest zmuszona spojrzeć wstecz i przyjrzeć się temu, co pozostawili po sobie nasi przodkowie.

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