Kodėl romėnų betonas su laiku tampa tik stipresnis? Ir kaip tai susiję su branduolinių reaktorių saugumu? ()
Betonas yra viena iš medžiagų, iš kurių pastatyta mūsų civilizacija. Tačiau kartu jis nėra ir naujas. Kažką panašaus naudojo majai, betonas buvo gaminamas ir Artimuosiuose rytuose bei Graikijoje. Senovės Romoje betonas itin intensyviai naudotas nuo 4-ojo amžiaus prieš mūsų erą iki 476-ųjų. Ir daug to betono statinių yra išlikę iki mūsų dienų. Tik kaip? Ir kodėl jei dažnai yra stipresni dabar nei kai buvo nauji?
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Italijoje iki šiol yra betoninių Senovės Romos konstrukcijų, skalaujamų net ir Viduržemio jūros bangomis. Ir jos stovi jau daugiau nei du tūkstančius metų. Tuo tapu skaičiuojama, kad kanalizacijų konstrukcijas, pastatytas iš įprasto Portlando tipo betono, gali tekti remontuoti jau po poros dešimtmečių. Tai negi Senovės Romoje buvo žinoma kokia nors paslaptis, kurią mes praradome kartu su itin stipriu, ilgaamžiu betonu? Ne visai.
Iš tikrųjų, ir dabar gaminame labai stiprų betoną. Šiuolaikinės technologijos leidžia pagaminti gerokai stipresnį ir, tikriausiai, ilgaamžiškesnį betoną nei Senovės Romos inžinieriai galėjo pasvajoti. Tiesiog šiais laikais betonas gaminamas pagal tam tikras specifikacijas, balansuojant tarp kainos, statybų paparastumo, greičio ir kokybės. Nėra prasmės naudoti brangias betonines konstrukcijas, jei vienas ar kitas infrastruktūros objektas po poros dešimtmečių bus keičiamas kažkuo nauju. Arba, kanalizacijos atveju, bus pažeistas erozijos.
Minėjome Viduržemio jūros sienas, statytas prieš porą tūkstančių metų. Tai - savotiški molai, saugoję pakrantę nuo bangų erozijos. Ir tas betonas su laiku iš tikrųjų tik sustiprėjo, bet buvo šis tas, kas jam padėjo - sūrus vanduo.
Naujas mokslinis tyrimas aprašė įdomią sūraus vandens ir romėniško betono sąveiką. Senovės Romos betono mišinyje buvo nemažai vulkaninių pelenų. Sūrus vanduo tirpina pelenus, formuodamas aliuminio tobermorito kristalus, kurie, pasirodo, dar labiau sustiprina betoną. Taigi, norint sustiprinti modernų betoną, reikėtų pridėti aliuminio tobermorito kristalų? Ne viskas taip paprasta.
Iš tikrųjų, norint greičiau pasiekti panašų efektą reikėtų įkaitinti betoną iki 70 laipsnių Celsijaus. Tai iš esmės yra energijos švaistymas, kuris dar dali ir susilpninti betono konstrukciją. Romėnų betono paslaptis yra ta, kad sūrus jūros vanduo aliuminio tobermorito kristalus formavo po truputį, per šimtus ir tūkstančius metų. Tačiau yra sritis, kur panašus procesas vyksta ir šiandien.
Mokslininkai panašų efektą pastebėjo betono mėginiuose, paimtuose iš Japonijos Hamaokos atominės elektrinės, veikusios 1976-2006 metais. Per šį laiką betonas reguliariai pasiekdavo 40-55 °C temperatūrą. To pakako, kad betone susiformuotų aliuminio tobermorito kristalai. Kaip pastebėjo mokslininkai, dėl to tas betonas buvo net 3 kartus stipresnis nei tada, kai buvo naujas.
Šis tyrimas yra ne tik labai įdomus, bet ir labai vertingas. Neapsigaukite - pasinaudoję šiuolaikinėmis technologijomis galime sukurti žymiai stipresnį betoną nei romėnai. Tiesiog neaišku, kaip jis sens. Didžioji dalis betono mišinių tyrimų atliekama laboratorijose - tie bandymai yra greiti ir efektyvūs, bet negali atskleisti, kaip kis betono konstrukcijų tvirtumas laikui bėgant. Seno betono tyrimas gali atskleisti subtilias detales, kurias užtikrintai būtų galima įterpti į modernaus betono gamybą.