ماده عجیب رومی که از آزمون زمان جان سالم به در برده! - مجله سفرنامه دبی

تینا مزدکی- رومیان باستان سازندگان و مهندسان چیره دستی بودند که معجزه آنها شاید به وسیله قنات هایی که هنوز کارکرد دارند نشان داده می گردد؛ این شگفتی های معماری بر ماده ساختمانی منحصربه فردی متکی هستند:بتن پوزولانی، ماده ای با دوام فوق العاده که به سازه های رومی استحکام باورنکردنی آنها را بخشیده است. حتی امروزه، یکی از سازه های آنها، پانتئون، هنوز دست نخورده است و نزدیک به 2000 سال قدمت دارد، رکورد بزرگترین گنبد بتن دنیا را نیز در اختیار دارد.

خواص این بتن به طور کلی به مواد تشکیل دهنده آن نسبت داده می گردد: پوزولانا، مخلوطی از خاکستر آتشفشانی، که نام آن از شهر ایتالیایی Pozzuoli، جایی که ذخایر قابل توجهی از آن یافت می گردد، و آهک گرفته شده است. هنگامی که این دو ماده با آب مخلوط می شوند، می توانند برای فراوری بتن قوی واکنش نشان دهند.

اما این، همانطور که معین است، تمام ماجرا نیست. یک تیم بین المللی از محققان به رهبری موسسه فناوری ماساچوست MIT دریافتند که نه تنها مواد کمی متفاوت تر از آن چیزی است که ما فکر می کردیم، بلکه تکنیک های استفاده شده برای مخلوط کردن آنها نیز فرق دارد.

بیشتر بخوانید:

خودروی بی نظیر با درهای عجیب و غریب در فستیوال گودوود/عکس

سیمکارت بدون فیلتر 90میلیون تومان/ اینترنت کالای لوکس شد!

Masic در بیانیه ای در ژانویه 2023 گفت: این ایده که وجود سنگ های آهکی صرفاً به کنترل کیفیت پایین نسبت داده می گردد، همواره مرا آزار می داد.

Masic و تیم پژوهشی به رهبریLinda simour، مهندس عمران از موسسه فناوری ماساچوست نمونه های دو هزار ساله بتن رومی را از محوطه باستان شناسی در پریورنو ایتالیا به دقت مورد مطالعه قرار دادند. پژوهشگران از میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، پراش پودر و تصویربرداری رامان کانفوکال استفاده کردند تا درک بهتری از اجزای آهکی این بتن به دست آورند.

خمیری با واکنش پذیری و سوزآوری کمتر حاصل مخلوط کردن آهک زنده با آب است: آهک آبدیده یا کلسیم هیدروکسید؛ طبق تئوری رایج، رومیان آهک آبدیده را با پوزولان ترکیب می کردند.

براساس تجزیه وتحلیل پژوهشگران، تکه های آهک موجود در نمونه های آن ها با روش فرضی سازگار نیست. درعوض، بتن رومی ها احتمالا با مخلوط کردن آهک زنده به طور مستقیم با پوزولان و آب در دمای بسیار بالا، به تنهایی یا به اضافه آهک آبدیده فراوری شده است. پژوهشگران این فرایند را اختلاط داغ می خوانند که به تشکیل تکه های آهک منجر می گردد.

Masic گفت: فواید اختلاط داغ دوچندان است، اول اینکه وقتی بتن خیلی داغ می گردد، امکان واکنش های شیمیایی فراهم می گردد که اگر فقط از آهک آبدیده بهره ببرید، امکان پذیر نیست و ترکیبات مرتبط با دمای بالا را فراوری می نماید که در غیراین صورت تشکیل نمی شوند. دوم، دمای بالا به اندازه قابل توجهی زمان عمل آوری و گیرش را کاهش می دهد، زیرا تمام واکنش ها تسریع می شوند و امکان ساخت وساز سریع تر فراهم می گردد. و یک فایده دیگر، سنگ های آهکی، خواص ترمیم خود را دارند و این قابل توجه است.

هنگامی که ترک ها در بتن ایجاد می شوند، ترجیحاً به سمت لایه های آهکی می روند که سطح بالاتری نسبت به سایر ذرات ماتریس دارند. هنگامی که آب وارد شکاف می گردد، با آهک واکنش نشان می دهد و محلولی غنی از کلسیم تشکیل می دهد که خشک می گردد و به صورت کربنات کلسیم سخت در می آید ، ترک را دوباره به هم می چسباند و از توسعه بیشتر آن جلوگیری می نماید.

این پدیده در بتنی از سایت 2000 ساله دیگری به نام مقبره Caecilia Metella مشاهده شده است که در آن شکاف های بتن با کلسیت پر شده است. بعلاوه می تواند معین کند که چرا بتن رومی از دیواره های ساخته شده در 2000 سال پیش، علی رغم ضربات اقیانوس، برای هزاران سال دست نخورده به جای مانده است.

بنابراین، تیم یافته های خود را با ساخت بتن پوزولانی از دستور العمل های قدیمی و مدرن با استفاده از آهک زنده آزمایش کردند. آنها بعلاوه یک بتن بدون آهک زنده ساختند و آزمایش ترک انجام دادند. مطمئناً بتن آهک زنده ترک خورده در عرض دو هفته به طور کامل ترمیم شد، اما بتن شاهد، ترک خورده ماند.

این تیم اکنون در حال کار بر روی تجاری سازی بتن خود به عنوان جایگزینی سازگار با محیط زیست برای بتن های فعلی است. Masic گفت: فکر کردن دراین باره هیجان انگیز است که چگونه این فرمولاسیون های بتن بادوام تر می تواند عمر مفید این مواد را افزایش دهد، اما موضوع هیجان انگیز دیگر این است که این روش چگونه می تواند دوام فرمولاسیون های چاپ سه بعدی را نیز بهبود ببخشد.

منبع:SCIENCE ALERT

227323