جنرال لواء

اكتشف الجيولوجيون للتو لماذا تكون الخرسانة الرومانية شديدة التحمل


أثبتت الخرسانة الرومانية أنها واحدة من أقوى مواد البناء في التاريخ. لقد أثبتت نفسها بمرور الوقت حتى لو كانت مغمورة بالمياه منذ الانتصاب. ولكن لماذا هو دائم بشكل خاص؟ لماذا صمدت الخرسانة الرومانية أمام اختبار الزمن وهزمت التآكل الناتج عن مياه البحر؟ كشفت دراسة بحثية جديدة أجرتها جامعة يوتا أن الرومان استخدموا مادة مجمعة معينة تتفاعل مع مياه البحر ، مما أدى إلى تحسين خصائص الخرسانة بمرور الوقت.

[مصدر الصورة: جي بي أوليسون / جامعة يوتا]

ما هي الوصفة الرومانية الخاصة التي تصنع مزيجًا خرسانيًا متينًا للغاية؟

من خلال دراسة بحثية جديدة ، كشف علماء الجيولوجيا من جامعة يوتا عن المكونات المحددة التي استخدمها الرومان في صناعة الخرسانة شديدة التحمل. صنع الرومان الملاط ، أو معجون الأسمنت ، باستخدام الرماد البركاني مع الجير ومياه البحر. ثم أضافوا قطعًا من الصخور البركانية ، تلعب نفس دور الركام ، في الملاط لإنتاج الخرسانة. يتكهن الجيولوجيون بأن الرومان ربما يكونون قد تأثروا لاستخدام هذا المزيج الخاص من رواسب الرماد البركاني الأسمنتية التي تحدث بشكل طبيعي ، والمعروفة باسم tuff ، والتي توجد في منطقة Portus Cosanus في توسكانا.

من تحقيق بحثي سابق ، اكتشف الجيولوجيون معدنًا نادرًا للغاية يعرف باسم ألومينوس توبرموريت (التوبرموريت) المستخدم في عينة ملاط ​​روماني بحري. نمت هذه البلورة المعدنية في جزيئات الجير من خلال عملية تفاعل البوزولاني تحت درجات حرارة مرتفعة. أثار وجود التوبرموريت في الخرسانة الرومانية حيرة للباحثين حيث وجدوا صعوبة في تصنيع المعدن لأنه يحتاج إلى درجات حرارة عالية جدًا لا تنتج سوى كميات صغيرة. ومع ذلك ، وجد الباحثون في دراساتهم الحالية كيف تمكن الرومان من دمج هذه المادة المعدنية في الخرسانة.

[مصدر الصورة: ماري جاكسون / جامعة يوتا]

من خلال فحص النوى المحفورة للخرسانة الرومانية باستخدام طرق مثل تحليلات الانتشار الدقيق والتألق الدقيق ، وجد الفريق التوبرموريت ونوع آخر من المعادن يسمى phillipsite يتكون في أحجار الخفاف الدقيقة التي احتلت المسام في مصفوفة الأسمنت. ومع ذلك ، فإن هذه العملية لم تحدث أثناء المعالجة البوزولانية. بدلاً من ذلك ، تشكلت المعادن من خلال تفاعل كيميائي يحدث عندما تتلامس الخرسانة الرومانية مع مياه البحر.

قالت ماري جاكسون ، عالمة الجيولوجيا البحثية من جامعة يوتا: "بصفتنا جيولوجيين ، نعلم أن الصخور تتغير". "التغيير ثابت بالنسبة لمواد الأرض. فكيف يؤثر التغيير على متانة الهياكل الرومانية"؟

وجد فريق أبحاث جاكسون أنه عندما يتم ترشيح مياه البحر عبر الهياكل الخرسانية الرومانية في حواجز الأمواج وفي الأرصفة ، فإن الماء يذيب مكونات معينة من الرماد البركاني. ينتج عن هذا نمو معادن جديدة ، خاصة Al-tobermorite و phillipsite ، التي تتشابك في أشكال تشبه الصفائح بين المسام ، وتقوي في النهاية مصفوفة الأسمنت. وخلص الباحثون إلى أن تشكيل الصفيحة المتشابكة يعزز مقاومة الخرسانة للكسر الهش.

هل يمكن إنتاج واستخدام نسخة حديثة من الخرسانة الرومانية؟

أعرب جاكسون عن أن التعرض الخرساني الروماني لمياه البحر من الطبيعي أن يُنظر إليه على أنه سيناريو ضار للبنية البحرية. ولكن في الواقع ، تعتبر العملية الكيميائية مثالية بالفعل لتحسين قوة الهيكل الخرساني الروماني حتى بعد تفاعل البوزولاني.

"نحن ننظر إلى نظام يتعارض مع كل شيء لا يريده المرء في الخرسانة القائمة على الأسمنت. نحن نبحث في نظام يزدهر في التبادل الكيميائي المفتوح مع مياه البحر".

لذا ، هل يمكن للصناعة استخدام العلم المكتشف حديثًا وراء الخرسانة الرومانية لإنتاج الخرسانة الحديثة؟ للأسف لا. بالنسبة للمبتدئين ، لا يمكن العثور على وصفة الخرسانة الرومانية الدقيقة في أي مكان. وأن المادة التجميعية الصخرية المحددة التي استخدمها الرومان ليست متوفرة بكثرة في العديد من الأماكن على الأرض. قال جاكسون: "الوصفة ضاعت تمامًا". كان الرومان محظوظين في نوع الصخور التي كان عليهم العمل بها. لاحظوا أن الرماد البركاني نما الأسمنت لإنتاج الطف. ليس لدينا تلك الصخور في كثير من أنحاء العالم ، لذلك يجب إجراء بدائل ".

يعمل جاكسون حاليًا مع مهندس جيولوجي للدراسة والتوصل إلى وصفة بديلة مماثلة لتلك الخاصة بالخرسانة الرومانية. إنهم يستخدمون مواد معينة موجودة في الجانب الغربي من الولايات المتحدة ، ومياه البحر في عمليات المحاكاة الخاصة بهم مأخوذة من مرسى بيركلي في كاليفورنيا. من عيوب الخرسانة الرومانية أنها تتميز بقوة ضغط أقل مقارنة بخرسانة الأسمنت البورتلاندي الحديث. يمكن استخدام هذا المزيج المحدد من الخرسانة الرومانية في بعض حالات البناء ولكن من غير المحتمل أن يتم استخدامه كمصفوفة قياسية.

عبرجامعة يوتا

راجع أيضًا: الجسور ذات القوس الروماني: ما مقدار الوزن الذي يمكن أن تحمله؟


شاهد الفيديو: تعلم في بيتك خلط عازل مائي مخصص للحمامات والمردات ضمان سنوات اسم المنتج وتر بروف شركة اتلنتك (شهر اكتوبر 2021).