Pompeii Time Capsule odhaluje tajemství trvanlivého starověkého římského cementu
Vápenné granule uvězněné ve starověkých zdech ukazují, že Římané se při výrobě betonu spoléhali na reaktivní metodu horkého mixování, která by nyní mohla inspirovat moderní inženýry
Takzvaný akvadukt de les Ferreres, známý také jako Puente del Diablo, je římská pasáž, která je součástí akvaduktu, který přiváděl vodu z řeky Francolí do města Tarraco (Tarragona) ze vzdálenosti 25 kilometrů.
Sergi Reboredo/VW Pics/Universal Images Group přes Getty Images
Staří Římané stavěli klenuté mostyvodotěsná přístavní infrastruktura a akvadukty, které umožnily vzestup jejich říše a které stále stojí – a často se stále používají. Učinili tak s typem cementu, který je mnohem odolnější než ten, který se používá dnes, ale jak přesně byl římský cement vyroben, bylo něco záhadného. Nyní vědci našli důkaz vysvětlení, které navrhli v roce 2023 a které by mohlo nabídnout pohled na to, jak dnes stavět beton s delší životností.
Ve své práci z prvního století před naším letopočtem O architektuře Vitruvius, jeden z nejslavnějších architektů římské říše, popsal římský cement jako vyrobený z toho, co dnes nazýváme hašené vápno nebo hydratovaný zahřátý vápenec. Ale na základě objevu složení kousků zvaných „vápenné klasty“ nalezených v předchozím vykopávky v PompejíchEnvironmentální inženýr z Massachusettského technologického institutu Admir Masic a jeho kolegové v dokumentu z roku 2023 navrhli, aby starověcí stavitelé místo toho používali proces zvaný „míchání za tepla“. Při této metodě se vysoce reaktivní nehašené vápno (suchý vyhřívaný vápenec) mísí se sopečným popelem a vodou, čímž se spustí chemická reakce, která produkuje teplo a dává materiálu samoléčebné schopnosti.
Aby znovu potvrdil svůj objev, Masic a jeho tým se v roce 2024 vrátili do Pompejí a navštívili dům, který byl v době rekonstrukce. Sopka Vesuv vybuchlazmrazení místa včas. „Doslova jsem se cítil jako dělník v roce 79 nl,“ říká Masic.
Uvnitř jedné z místností, mezi kameny, střešními taškami a nástroji, vědci našli velké hromady suchých, předem namíchaných přísad do malty– směs sopečného popela a granulí nehašeného vápna – čekající na hydrataci a aplikaci na stěny, říká Masic.
Řady keramických střešních tašek a stoh žlutých tufových bloků v Atriu 2 nově vykopaného Regio IX (Archeologický park Pompeje), zobrazující materiály připravené pro probíhající rekonstrukční práce.
Archeologický park Pompeje
Tým také ukázal, že vápencové klasty – dříve považované za nečistoty z neúplného promíchání – měly charakteristické fyzikální a chemické vlastnosti, které bylo možné získat pouze technikou, při níž byla voda přidávána do směsi nehašeného vápna a popela, nikoli metodou, o které psal Vitruvius. Vědci zveřejnili své výsledky v úterý v Příroda komunikace.
Metoda míchání za horka vytváří v maltě fragmentované, vysoce porézní vápenné klasty, které umožňují vápníku snadno procházet materiálem a rekrystalizovat, aby vyplnil trhliny. Pochopení a zvládnutí této „samoopravné“ technologie umožní inženýrům používat tuto techniku v moderním stavebnictví. Moderní cement se vyrábí zahříváním vápence a jílu v obřích pecích za vzniku materiálu zvaného slínek, který se mele na prášek a na místě se smíchá s vodou, aby se vytvořil beton. Je silná, ale krátkodobá, často praská a degraduje během desetiletí.
Nálezy také umožní restaurátorům opravit pozůstatky římské říše kompatibilnějším přístupem. „Určitě budeme mít nové recepty na restaurování, které z toho vzejdou,“ říká Masic.
„Málo témat v římské archeologii stojí za naši pozornost více než vývoj betonu,“ říká archeolog Tom Brughmans z Aarhus University v Dánsku, který se na studii nepodílel. Nový výzkum je „prostě krásné pozorování, sen archeologa“.
Je čas postavit se za vědu
Pokud se vám tento článek líbil, rád bych vás požádal o podporu. Scientific American sloužil jako obhájce vědy a průmyslu již 180 let a právě teď může nastat nejkritičtější okamžik v této dvousetleté historii.
Byl jsem a Scientific American předplatitel od mých 12 let a pomohlo mi to utvářet můj pohled na svět. SciAm vždy mě vzdělává a těší a vzbuzuje úctu k našemu obrovskému, krásnému vesmíru. Doufám, že to udělá i vám.
Pokud vy přihlásit se k odběru Scientific Americanpomáháte zajistit, aby se naše pokrytí soustředilo na smysluplný výzkum a objevy; že máme zdroje na podávání zpráv o rozhodnutích, která ohrožují laboratoře v USA; a že podporujeme začínající i pracující vědce v době, kdy hodnota samotné vědy zůstává příliš často nepoznaná.
Na oplátku získáte zásadní zprávy, strhující podcastyskvělá infografika, nepřehlédnutelné newsletteryvidea, která musíte vidět, náročné hrya nejlepší vědecké psaní a zpravodajství. Můžete dokonce darovat někomu předplatné.
Nikdy nebyl důležitější čas, abychom vstali a ukázali, proč na vědě záleží. Doufám, že nás v této misi podpoříte.
