רק להוסיף מי ים: בטון רומי עתיק מקבל חזקה לאורך זמן

Anonim

רק להוסיף מי ים: בטון רומי עתיק מקבל חזקה לאורך זמן

חומרים

מייקל אירווינג

5 יולי, 2017

4 תמונות

מזח רומי עתיק עדיין עומד במפרץ באיטליה, וחוקרים חקרו דגימות של הבטון כדי לחקור את הסודות של כוח מתמשך שלה (אשראי: ג'יי ג'יי אולסון)

השאירו מבנים בטון מודרניים באוקיינוס, וכמה עשורים מאוחר יותר הם יהיו זקוקים להחלפה, או לפחות עבודה תיקון רציני. בינתיים, בטון רומי עתיק עדיין עומד חזק אחרי אלפי שנים, ולא רק שהוא מתנגד לנזק, אבל המים המלוחים דווקא מחזקים אותו. בדיקות רנטגן מצאו את המפתח לאריכות החיים המדהימה של התערובת, דבר שעשוי לסייע בשיפור המתכונים המודרניים.

בשנים האחרונות, אנחנו כבר מחשמל בטון להמיס שלג, עשה את זה יותר עמיד באש, הוסיף חיידקים לעשות את זה עצמית לרפא כל סדקים הטופס, ומצאו דרכים "תוכנית " זה להיות חזק יותר. אבל נראה כי הרומאים היו הרבה לפני הזמן שלהם, עם שיטה מעולה להכנת בטון שיכול לעמוד במבחן הזמן.

למרות המתכון המלא אבד במשך אלפי שנים, מחקרים של דגימות הראו כי אפר וולקני, סיד מי ים הם המרכיבים העיקריים. אבל הקסם האמיתי מתרחש כאשר החומרים האלה מקיימים אינטראקציה עם הסביבה - במיוחד את המים המלוחים המכים ללא הרף על פני השטח.

חוקרים ממעבדת ברקלי ואוניברסיטת יוטה לקחו דגימות של בטון עתיק ממבני נמלי בן 2, 000 שנה באורבטלו שבאיטליה, ולמדו אותם במרכז לחקר הרנטגן במעבדת האור המתקדמת של ברקלי (ALS) לנסות למצוא רמזים עמידות שלה.

"ב ALS אנחנו מפה את microstructures מלט מינרליים, " אומר מארי ג 'קסון, חוקר מוביל על המחקר. "אנחנו יכולים לזהות את המינרלים השונים ואת רצף מסובך להפליא של התגבשות בקנה מידה מיקרון."

הצוות מצא שכאשר מי הים חודרים לתוך הבטון, הוא ממיס את הסיד בפנים. בדרך כלל, זה סוג של קורוזיה היה להרוס בטון מודרני בתוך שנים רבות, אבל זה בעצם מחזק את החומר הרומי בכך שהוא מאפשר גבישים של Al-tobermorite ו phillipsite לגדול, חיבור החורים.

תמונה מיקרוסקופית של תערובת של אפר וולקני, סיד ומי-ים, אשר הביאה לגידול של גבישי אל-טוברמוריט (קרדיט: מארי ג'קסון)

"אנחנו מסתכלים על מערכת זה בניגוד לכל דבר אחד לא רוצה בטון מבוסס בטון, " אומר ג 'קסון. "אנו " מחדש מסתכל על מערכת פורחת בחילופי כימי פתוח עם מי ים. "

החייאת הטכניקה האבודה והממושכת הזאת בוודאי תהיה נוחה היום, אבל הנוסחה המדויקת עדיין לא ידועה. החוקרים מתנסים עם שילובים שונים של מי ים וסלע וולקני כדי לנסות לפתוח את סודותיה, דבר שעשוי להיות שימושי לבניית סירות ארוכות יותר, סכרים ומזחים.

המחקר פורסם בכתב העת American Mineralogist, והחוקרים מתארים את עבודתם בסרטון שלהלן.

מקורות: מעבדה בברקלי, אוניברסיטת יוטה

זה מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה התמונה מראה כיצד גבישים אל טוברמוריט טופס אפר וולקני, תוך שימוש עקרון דומה איך הרומית בטון מקבל כוח נוסף שלה (אשראי: אוניברסיטת יוטה)

תמונה מיקרוסקופית של תערובת של אפר וולקני, סיד ומי-ים, אשר הביאה לגידול של גבישי אל-טוברמוריט (קרדיט: מארי ג'קסון)

החוקרים על הפרויקט, נובומייצ'י טמורה (משמאל), מארי ג'קסון (באמצע) ו קמליה סטן (מימין) (אשראי: ברקלי Lab)

מזח רומי עתיק עדיין עומד במפרץ באיטליה, וחוקרים חקרו דגימות של הבטון כדי לחקור את הסודות של כוח מתמשך שלה (אשראי: ג'יי ג'יי אולסון)