Vetenskapen har förklarat varför romersk betong varade i nästan 2 000 år.

(Dan Tri Newspaper) - En byggnad som byggdes för nästan 2 000 år sedan ger ytterligare bevis på hemligheten bakom hållbarheten hos forntida romersk betong, som har stått emot tidens tand.

Innan Pompejis förmodade kollaps år 79 e.Kr. upptäckte arkeologer en perfekt bevarad, "frusen" struktur av romerska konstruktionstekniker under den vulkaniska askan som begravde den.

Pantheons kupol i Rom innehar för närvarande rekordet som den största oarmerade betongkonstruktionen som fortfarande finns kvar i världen (Foto: Getty Images).

Här hittade de prydligt staplade högar av material, inklusive komponenterna som används för att blanda den berömda hållbara betongen, bakom monument som Pantheon, där den massiva oarmerade betongkupolen har stått i årtusenden.

"Varmblandningsteknik" avslöjar orsaken bakom den extraordinära hållbarheten hos romersk betong.

Nyligen har en helt ny analys avslöjat att hemligheten ligger i en teknik som materialforskaren Admir Masic vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) kallar "hot-mixing".

Denna metod innebär att betongkomponenterna, inklusive en puzzolanisk vulkanisk askblandning, blandas direkt med bränd kalk, som reagerar med vatten för att generera en stor mängd värme i blandningen.

När hela betongen värms upp till höga temperaturer skapar den kemiska reaktioner som inte skulle uppstå med enbart kalk, vilket bildar föreningar som är karakteristiska för höga temperaturförhållanden.

Byggmaterial som hittats i Pompeji (Foto: Pompejis arkeologiska park).

Den ökade temperaturen förkortar dock avsevärt härdningstiden eftersom alla reaktioner sker snabbare, vilket möjliggör höghastighetskonstruktion.

I synnerhet gav de återstående brändkalkpartiklarna i blandningen romersk betong förmågan att "självläka" sprickor med tiden.

När betong spricker tenderar sprickorna att sprida sig till kalkpartiklarna, som har en större ytarea än andra matriska partiklar.

När vatten tränger in i sprickorna reagerar det med kalken och skapar en kalciumrik lösning, som vid torkning bildar kalciumkarbonat, vilket tätar sprickan och förhindrar att den sprider sig.

"Detta material har både historiskt och vetenskapligt värde när det dechiffreras korrekt. Det har förmågan att självreparera sig under tusentals år och fungera flexibelt och hållbart."

"Romersk betong motstod jordbävningar, vulkanutbrott, överlevde under vattnet och motstod hård miljöerosion", sa Masic i tidskriften Nature Communications.

Även om den varma blandningstekniken hjälpte till att förklara mycket av mysteriet kring den romerska betongens hållbarhet, stämmer inte detta fynd överens med den faktiska formeln som beskrivs i arkitekten Vitruvius avhandling De architectura.

En mur på platsen i Pompeji och en kompositionsanalys visas till höger. (Foto: Pompejis arkeologiska park)

Enligt Vitruvius beskrivning måste kalk släckas med vatten innan den blandades med pozzolan; denna skillnad mellan forntida källor och arkeologiska bevis har förbryllat forskare.

Vitruvius verk anses vara den mest omfattande informationskällan om romersk arkitektur och opus caementicium-teknik (romersk betong), men exemplar avslöjar en helt annan historia.

Under mikroskopet visade murbruksproverna i väggen tydliga tecken på varmblandning, spruckna kalkfragment, ett kalciumrikt reaktivt lager som spred sig till vulkaniska askpartiklar och små kalcit- och aragonitkristaller som bildades i pimpstenens håligheter.

Ramanspektroskopi bekräftade mineralförändringar, medan isotopanalys avslöjade karbonatiseringsprocesser som sker över tid.

Tillämpningar av självläkande betong i modern tid.

Enligt Masic visar resultaten att romarna framställde bindemedlet genom att ta bränd kalk, mala det till en viss storlek, blanda det torrt med vulkanaska och sedan tillsätta vatten för att skapa bindemedlet.

Enligt forskare skulle denna kunskap kunna tillämpas på modern betongproduktion, vilket visar på våra förfäders visdom.

Modern betong är ett av de mest populära byggmaterialen i världen, men det är inte särskilt hållbart och försämras lätt efter bara några decennier.

Tillverkningsprocessen skadar också miljön, förbrukar resurser och släpper ut växthusgaser. Att förbättra betongens hållbarhet kan bidra till att göra den mer hållbar.

"Sättet som tomrummen i vulkaniskt material fylls genom omkristallisation är något fantastiskt som vi vill replikera. Vi vill ha material som kan självläka", delade Masic.

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