Știința a explicat de ce betonul roman a rezistat aproape 2.000 de ani.

(Ziarul Dan Tri) - O structură construită acum aproape 2.000 de ani oferă dovezi suplimentare despre secretul durabilității betonului roman antic, care a rezistat testului timpului.

Înainte de presupusa prăbușire a orașului Pompei în anul 79 d.Hr., arheologii au descoperit o structură perfect conservată, „înghețată”, care reprezenta tehnici de construcție romane, sub cenușa vulcanică care a îngropat-o.

Domul Panteonului din Roma deține în prezent recordul pentru a fi cea mai mare structură din beton nearmat încă existentă în lume (Foto: Getty Images).

Aici, au găsit grămezi de materiale stivuite cu grijă, inclusiv componentele folosite pentru amestecarea betonului faimos pentru durabilitate, în spatele unor monumente precum Panteonul, unde masiva cupolă din beton nearmat a stat timp de milenii.

Tehnologia de „amestecare la cald” dezvăluie motivul din spatele durabilității extraordinare a betonului roman.

Recent, o analiză complet nouă a dezvăluit că secretul constă într-o tehnică pe care omul de știință în domeniul materialelor Admir Masic de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) o numește „amestecare la cald”.

Această metodă implică amestecarea directă a componentelor betonului, inclusiv un amestec de cenușă vulcanică pozzolanică cu var nestins, care reacționează cu apa pentru a genera o cantitate mare de căldură în interiorul amestecului.

Când întregul beton este încălzit la temperaturi ridicate, se creează reacții chimice care nu ar avea loc doar cu var, formând compuși caracteristici condițiilor de temperatură ridicată.

Câteva materiale de construcție găsite la Pompeii (Foto: Parcul Arheologic Pompeii).

Cu toate acestea, creșterea temperaturii scurtează semnificativ timpul de priză și întărire, deoarece toate reacțiile au loc mai rapid, permițând o construcție de mare viteză.

În special, particulele de var nestins rămase în amestec au conferit betonului roman capacitatea de a se „autovindeca” fisurile în timp.

Când betonul crăpă, fisurile tind să se răspândească la particulele de var, care au o suprafață mai mare decât alte particule de matrice.

Când apa pătrunde în crăpături, aceasta reacționează cu varul pentru a crea o soluție bogată în calciu, care, prin uscare, formează carbonat de calciu, sigilând crăpătura și împiedicând răspândirea acesteia.

„Acest material are atât valoare istorică, cât și științifică atunci când este descifrat corect. Are capacitatea de a se autorepara de-a lungul a mii de ani, funcționând flexibil și durabil.”

„Betonul roman a rezistat cutremurelor, erupțiilor vulcanice, a supraviețuit sub apă și a rezistat eroziunii dure a mediului”, a declarat Masic în revista Nature Communications.

Deși tehnica de amestecare la cald a ajutat la explicarea unei mari părți a misterului din jurul durabilității betonului roman, această descoperire nu corespunde cu formula reală descrisă în tratatul De architectura al arhitectului Vitruvius.

Un zid de la situl din Pompeii și o analiză compozițională sunt suprapuse în dreapta. (Foto: Parcul Arheologic Pompeii)

Conform descrierii lui Vitruvius, varul trebuia stins cu apă înainte de a fi amestecat cu pozzolana; această discrepanță dintre înregistrările antice și dovezile arheologice i-a derutat pe oamenii de știință.

Operele lui Vitruvius sunt considerate cea mai cuprinzătoare sursă de informații despre arhitectura romană și tehnologia opus caementicium (betonul roman), dar specimenele dezvăluie o poveste complet diferită.

Sub microscop, probele de mortar din perete au prezentat semne clare de amestecare la cald, fragmente de var crăpate, un strat reactiv bogat în calciu care se răspândește în particule de cenușă vulcanică și mici cristale de calcit și aragonit formate în cavitățile pietrei ponce.

Spectroscopia Raman a confirmat alterarea mineralelor, în timp ce analiza izotopică a relevat procese de carbonatare care au loc în timp.

Aplicații ale betonului auto-reparator în timpurile moderne.

Potrivit lui Masic, rezultatele arată că romanii preparau liantul luând var nestins, măcinându-l până la o anumită dimensiune, amestecându-l uscat cu cenușă vulcanică și apoi adăugând apă pentru a crea agentul de legătură.

Potrivit cercetătorilor, aceste cunoștințe ar putea fi aplicate la producția modernă de beton, demonstrând înțelepciunea strămoșilor noștri.

Betonul modern este unul dintre cele mai populare materiale de construcție din lume, dar nu este foarte durabil și se deteriorează ușor după doar câteva decenii.

Procesul de fabricație dăunează, de asemenea, mediului, consumă resurse și emite gaze cu efect de seră. Îmbunătățirea durabilității betonului ar putea contribui la creșterea sustenabilității acestuia.

„Modul în care golurile din materialul vulcanic sunt umplute prin recristalizare este ceva uimitor pe care vrem să-l reproducem. Vrem materiale care se pot autovindeca”, a spus Masic.

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