science >> Wetenschap >  >> anders

We weten eindelijk waarom het oude Romeinse beton langer meegaat dan het onze

Een chemische reactie in oud Romeins beton maakt de stof in de loop van de tijd sterker, onderzoekers hebben geconstateerd. J.P. Oleson

Waarom staan ​​millennia-oude oude Romeinse pieren nog steeds zo sterk als echte betonnen eilanden, terwijl moderne betonnen constructies die pas tientallen jaren geleden zijn gebouwd afbrokkelen door een aanval van wind en golven? Het antwoord ligt in een tot nu toe ongedocumenteerd Romeins recept.

Onderzoekers van de Universiteit van Utah hebben ontdekt dat als zeewater door pieren en golfbrekers van eeuwenoud Romeins beton filtert, de structuren worden zelfs steeds sterker vanwege de groei van in elkaar grijpende mineralen - inclusief enkele mineralen die zeldzaam of duur zijn om in laboratoriumomgevingen te cultiveren.

Deze microscopische afbeelding toont het blokkerige calcium-aluminium-silicaat-hydraat (C-A-S-H) bindmiddelmateriaal dat ontstaat wanneer vulkanische as, limoen, en zeewatermengsel. Platy-kristallen van Al-tobermoriet zijn gegroeid tussen de C-A-S-H-cementmatrix. Marie Jackson

De nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift American Mineralogist, ontdekte dat als zeewater door het beton in de pieren en golfbrekers sijpelt, het lost delen van de vulkanische as op die in de bouw werd gebruikt. Hierdoor kunnen nieuwe mineralen zoals Al-tobermoriet en phillipsiet uit de uitgeloogde vloeistoffen groeien. Deze mineralen, vergelijkbaar in vorm met de kristallen in vulkanisch gesteente, vormden vervolgens in elkaar grijpende platen in gaten in het oude beton, waardoor het beton na verloop van tijd sterker wordt.

Dit is vrijwel het tegenovergestelde van wat er gebeurt met moderne betonconstructies, die door de elementen worden afgesleten en steeds meer barsten en bros worden naarmate poriën en spleten worden aangetast door infiltrerend zeewater.

Dus waarom gebruiken we geen beton in Romeinse stijl? Voor een, we kennen het recept niet. We denken misschien dat we op het toppunt van menselijke kennis zijn, maar de Ouden bezaten kostbare kennis die in de loop van de tijd verloren is gegaan.

Hoewel Marie Jackson, geoloog en hoofdonderzoeker van de University of Utah, oude Romeinse teksten heeft doorzocht, een precieze methode om de zeemortel te mengen heeft ze nog niet ontdekt. "Het recept was volledig verloren gegaan, " zei Jackson, die samenwerkt met geologische ingenieurs om de juiste mix te creëren, in een persbericht.

Oude Romeinen maakten beton door vulkanische as te mengen met kalk en zeewater om een ​​mortel te maken, en dan in die mortel brokken vulkanisch gesteente op te nemen. Het beton werd ook in het binnenland gebruikt, zoals in bouwwerken zoals het Pantheon in Rome. Stuart Black/robertharding/Getty Images

Er is ook een dragend probleem. "Oud" is het sleutelwoord in deze Romeinse bouwwerken, wat lang duurde, lange tijd om hun kracht uit zeewater te ontwikkelen. Jong cement gebouwd volgens een Romeins recept zou waarschijnlijk niet de druksterkte hebben om modern gebruik aan te kunnen - althans niet aanvankelijk.

Maar dat betekent niet dat het niet nuttig zou zijn om een ​​betonmix te verzinnen met behulp van Romeinse technische kennis. Het beton kan mogelijk worden gebruikt ter vervanging van andere corrodeerbare bouwmaterialen - zoals staal en modern beton - in nieuw aangelegde getijdenlagunes, bijvoorbeeld, en andere zee of aan zee grenzende constructies.

Dat is nu interessant

Wat is het verschil tussen beton en cement? Beton is een mengsel van cement - een mineraal poeder - en water dat wordt gevormd tot een pasta, vervolgens gemengd met zand en rotsen.