Bilim adamları antik Roma'nın kendi kendini iyileştiren betonunun ardındaki içeriği bulmuş olabilir.
Antik Roma imparatorluğu varlığını Avrupa'da hala hissettirmektedir. 2000 yıldan daha uzun bir süre önce inşa edilen hamamlar, su kemerleri ve deniz surları, modern muadillerinden çok daha dayanıklı olduğu kanıtlanmış özel bir beton türü sayesinde hala ayakta. şimdi araştırmacılar, Roma betonunun neden bu kadar dirençli kaldığını anladıklarını söylüyorlar: Karışımda kullanılan sönmemiş kireç, malzemeye kendi kendini iyileştirme özellikleri kazandırmış olabilir.
Utah Üniversitesi'nde antik Roma betonu üzerine çalınan ancak araştırmaya dahil olmayan bir jeolog olan Marie Jackson, çalışmanın mühendislerin modern betonun performansını iyileştirmesine yardımcı olabileceğini söylüyor.
Betonu ilk icat edenler Romalılar değildi, ancak onu kitlesel ölçekte ilk kullananlar onlardı. MÖ 200 yılına gelindiğinde, inşaat projelerinin çoğunda beton kullanıldı. Roma betonu, sönmüş kireç olarak bilinen beyaz bir toz, volkanik patlamalar tarafından püskürtülen tephra adı verilen küçük parçacıklar ve kaya parçalarından ve sudan oluşan bir karışımdan oluşuyordu.
Modern beton, aksine, tipik olarak Portland çimentosundan yapılır: kireçtaşı, kil, kum, tebeşir ve diğer bileşenlerin bir karışımş, kavurucu sıcaklıklarda öğütülür ve yakılır. Ayrıca 50 yıl gibi kısa bir sürede parçalanmaya başlar.
Bilim adamları daha önce Roma betonunun neden bu kadar uzun ömürlü olduğunu açıklamaya çalışmışlardı. Örneğin 2017'de araştırmacılar, en azından okyanusa maruz kalan yapılar için deniz suyunun betonun bileşenleriyle reaksiyona girerek yeni, daha sert mineraller oluşturduğunu buldu.
Ama başka açıklamalar var mıydı? Massachusetts Institute of Technology'de kimyager olan Admir Masic ve meslektaşları bunu öğrenmek için Roma yakınlarındaki 2000 yıllık bir arkeolojik alan olan Privernum'daki antik bir şehir duvarından somut örnekler topladılar. Laboratuvara geri döndüklerinde, kireç topakları olarak bilinen betona gömülü küçük kalsiyum birikintilerine odaklandılar.
Diğer bilim adamları, bu küçük parçaların, Romalıların betonlarını kötü bir şekilde karıştırmasının bir sonucu olduğunu tahmin etmişlerdi. Ancak Masic ve meslektaşları bunun yerine Romalıların su ile sertleştirmeden önce karışımlarında sönmemiş kireç kullanmalarından kaynaklanıp kaynaklanmadığını merak ettiler. Yanan kireç taşından yapılan yaygın olarak bulunabilen beyaz toz, karıştırma sırasında su ile reaksiyona girerek önemli miktarda ısı üreten bir kimyasal reaksiyona yol açardı. Bu, kirecin tamamen çözülmesini engelleyerek kireç topaklarının oluşmasını sağlardı.
Ve gerçekten de, araştırmacılar laboratuvarda sönmemiş kireçle kendi Roma betonlarını yapmaya çalıştıklarında, Masic'e göre Privernum'dan topladıkları örneklerle "aynı" malzeme elde ettiler.
Ekip, malzeme yaşlandıkça olacağı gibi betonda küçük çatlaklar oluşturduğunda ve ardından (gerçek dünyada yağmur suyunda olacağı gibi) su eklediğinde, kireç topakları çözülüp yeniden kristalleşerek çatlakları etkili bir şekilde dolduruyor ve betonu tutuyor. güçlü , araştırmacılar bugün Science Advances'ta rapor veriyor . Masic, "Bunun inanılmaz bir etkisi var" diyor.
Modern beton tipik olarak 0,2 veya 0,3 milimetreden daha büyük çatlakları iyileştirmez. Takımın Roma esintili betonu ise, aksine, 0,6 milimetreye kadar olan çatlakları iyileştirdi.
Masic, çalışmanın günümüz mühendislerine sönmemiş kireç veya ilgili bir bileşik kullanarak kendi betonlarını geliştirme konusunda ilham vereceşini umuyor. Gerçekten de, bir başlangıç beton şirketinin yeni keşfi kullanmayş planladığını söylüyor. Masic, malzemenin mevcut kendi kendini iyileştiren betondan daha ucuz olmasının yanı sıra iklim değişikliğiyle mücadeleye de yardımcı olabileceğini söylüyor: Çimento üretimi, sera gazı emisyonlarının %8'ini oluşturuyor.
Jackson, "Romalılar, mükemmel ampirik gözlemlere dayanarak son derece zekice kararlar verdiler" diyor. "Eski inşaat teknolojilerinden ne kadar çok şey öğrenirsek o kadar iyi."
Kaynak : Science Advances