Téměř dvě tisíciletí po výšce Římská říšeNěkteré jeho struktury stále stojí. Tyto zázraky obdržely zkoušku času, včetně Pantheon v Římě;; římské akvadukty v Segovii ve Španělsku; a Římské lázně v Anglii.
Životnost těchto struktur lze převážně připsat římskému betonu. Ale co dělá římský beton tak zvláštním? Co je to s tímto materiálem, který umožnil strukturám stát po tisíce let?
Vědci stále hádají přesně o tom, jak byl vyroben římský beton, ale mají několik stop, včetně mnoha jeho ingrediencí a že je samoléčení, když prší.
Jak je vyroben beton
Za prvé, je důležité pochopit, jak se obecně vyrábí konkrétní. Moderní beton začíná cementem, což je jemný prášek, který se promění v pastu, když je smíchán s vodou. Klíčovou složkou v cementu je sedimentární vápenec, z něhož je z velké části vyrobeno uhličitan vápenatýSloučenina také nalezená v přirozeném světě, včetně vejce a mušle. Vápenec se mísí s jinými materiály, jako je hlína, a pak se zahřívá v peci na 2 700 stupňů Fahrenheita (1 482 stupňů Celsia) za účelem výroby materiálu zvaného CLINKER. Broušení slínek, stejně jako některé přísady, do jemného prášku produkuje cement.
Související: Kdy byla Steel vynalezena?
Dnešní nejčastěji používaný cement se nazývá Portland Cement. V závislosti na jejich prostředí mají struktury vyrobené z cementu portlandského života 75 až 100 let, podle Somayeh NassiriDocent občanského a environmentálního inženýrství na University of California v Davis. Beton se od svého použití během římských časů jasně změnil, ale pravdou je, že se od svého vynálezu mění.
Použití konkrétních materiálů podobných materiálům 6500 př.nl Syřadé z doby kamenné náhodně vyvinutá Anorganická budova sloučenina známá jako vápna pomocí jejich požárních jám, která pravděpodobně zahřívala okolní horniny v primitivní verzi moderního procesu známého jako kalcinace. Mezitím Maya v Mesoamerice kolem 1100 př.nlVyvinuté betonové prekurzory používající rychlý válec, který je výsledkem vápence zahřátého na vysoké teploty, uvolňování oxidu uhličitého a změny jeho uhličitanu vápenatého na oxid vápenatýNasiri řekl.
Římský beton však byl jedinečnou směsí a zázraky. „Beton postavil říši,“ Kevin říkáLive Science řekl docent klasiky na University of Oregon. Podle Dicuse používali Římané svůj beton již od třetího století před naším letopočtem
Římský beton
Tajemství za římským betonem pocházejí jak z jeho ingrediencí, tak z metod jejich míchání. Jeden „herní měnič“ podle Dicuse byl Pozzolan nebo Ash. Římané použili popel z sopečných lůžek italského města Pozzuoli a poslali ho po celé říši. Dnes Pozzolan zahrnuje pemzu a popílek, což je vedlejší produkt spalování uhlí. Oxid křemičitý a alumina v popelu reagují s vápnem a vodou v a Pozzolanická reakce při okolních teplotách, což má za následek a Silnější, déle trvající konkrétní. Pozzolan se také používá k výrobě hydraulického cementu, který může ztuhnout pod vodou.
Další klíčovou složkou jsou vápno clasty nebo malé kousky rychlého vápce, řekl Dicus. Tyto clasty dávají římskému betonu jeho samoléčivé schopnosti. Betonové povětrnostní povětrnostní a v průběhu času oslabují, ale voda může infiltrovat jeho praskliny a dosáhnout klastů. Když reagují s vodou, clasty vytvářejí krystaly zvané kalcity, které vyplňují trhliny. Tímto způsobem se může římský beton uzdravit. Například 2 000 let Hrobka Cecilia Metella Poblíž Říma zobrazuje praskliny naplněné kalcity, což naznačuje, že v určitém okamžiku od její konstrukční vody aktivovaly clasty uvnitř jeho betonu.
Tým vědců na MIT ilustroval efekt Clasts ve studii 2023 zveřejněné v časopise Pokroky vědy. Analyzovali římský beton pomocí skenovacích elektronových mikroskopů a rentgenových paprsků, aby zjistili, co to způsobilo, a pochopili, jak to bylo vyrobeno, zatímco Římané se zdáli, že intuitují tento zázrak inženýrství. „Byla to jen nějaká šťastná nehoda, nebo vlastně věděli, co dělají?“ Dicus přemýšlel.
Římané také používali metodu známou jako horké míchání, která zahrnuje kombinaci rychlého válečného literu s Pozzolanem, vodou a dalšími ingrediencemi a poté je zahřívá. Tým MIT zjistil, že tato metoda pomáhá odemknout samoléčivé schopnosti vápna Clasts a může vést k rychlejšímu nastavení než cement vyrobený s rychlým řešením vody zvaným Slaked Lime, které Dicus řekl, že je dnes normou.
Vědci stále kopají do římského betonu. „Stále objevujeme některé metody, které použili při míchání a přípravu materiálů,“ řekl Nassiri.
Ve svém současném procesu míchání Portland Cement neumožňuje tvorbu vápenných clastů, vysvětlil Dicus. Slínka vyrobená v peci je rozložena do jemného prášku a ničí všechny potenciální clasty. Naproti tomu, když Římané pravděpodobně horké míchané rychlé, popel a vodu zůstaly „jako malé inkluze v cementu,“ řekl.
Ať už Římané pochopili plnou brilanci svého cementového receptu, jeho velikost prosvítala jeho dlouhověkostí. Dokonce ani dnes není nic jako dotknout se římské zdi. „Je to staré 2 000 let a je to stejně těžké jako den, kdy byl nalit,“ řekl Dicus.
Římský císař kvíz: Vyzkoušejte své znalosti o vládcích starověké říše
