راز ساخت بتن 1000 ساله


مقاله ماسیچ آخرین مورد از یک رشته تحقیقات در مورد بتن رومی است. سال گذشته، او تحقیقی را با ماری جکسون، محقق دانشگاه یوتا منتشر کرد که مقبره 70 فوتی نجیب زاده رومی قرن اول، Caecilia Metella را در مسیر آپیان، جاده روم باستانی که در سراسر ایتالیا می گذرد، بررسی کرد. تحقیقات آنها نشان داد که شکل خاص بتن رومی مورد استفاده در مقبره با آب باران و آب های زیرزمینی در تعامل است و در طول زمان انعطاف پذیرتر می شود.

و در کارهای قبلی، جکسون و همکارانش یک کپی دقیق از یک بتن مشابه را تولید کردند که 1900 سال پیش برای ساخت بازارهای تراژان در رم استفاده شد، و آزمایش شکستگی نوآورانه‌ای را برای اندازه‌گیری بهتر انعطاف‌پذیری آن ایجاد کردند، که نشان می‌دهد شکننده‌تر است. نسبت به بتن مدرن جکسون همچنین هسته‌های حفاری شده از بتن را در بنادر رومی مطالعه کرد و مشخص کرد که آب دریا در حال حرکت در بتن با آن واکنش نشان می‌دهد تا مواد معدنی جدیدی ایجاد کند که بتن را در طول زمان منسجم‌تر و انعطاف‌پذیرتر می‌کند.

با این حال، جکسون در مورد مقاله جدید ماسیچ نگرانی هایی دارد. نمونه ای که مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، تاریخ ندارد و به جای تفرای آتشفشانی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، حاوی شن و ماسه است – به گفته او، این نمونه نماینده بتن رومی نیست. در پاسخ، Masic می‌گوید که تیم او قصد دارد سایت‌های دیگر را “برای تایید فرضیه ما” که رومی‌ها از آهک زنده در دستور پخت بتن خود استفاده می‌کردند، تجزیه و تحلیل کند. تیم Masic همچنین می‌خواهد با جزئیات بیشتری به تأثیر اختلاط داغ بر نحوه ساخت سازه‌های رومی‌ها بپردازد.

پس آیا Masic واقعا معمای چگونگی ساخت بتن رومی را حل کرده است؟ “چه کسی می داند؟” او می گوید. آنچه من می دانم این است که ما توانستیم برخی از این مفاهیم را به دنیای واقعی ترجمه کنیم. این چیزی است که واقعاً من را بیشتر هیجان زده می کند.» اکنون این پتانسیل برای ساخت بتن بهتر وجود دارد، صرف نظر از اینکه کاملاً “رومی” باشد یا نه.

این دستور العمل و فرآیند بیش از یک هزار سال پیش از بین رفت. هیچ بتن مشابهی وجود نداشت تا اینکه جوزف آسپدین از بریتانیای کبیر در سال 1824 حق اختراع ماده ای را که از مخلوط سنگ آهک و خاک رس تولید می شد به دست آورد. او آن را سیمان پرتلند نامید زیرا شبیه سنگ پرتلند است، سنگ آهکی که برای ساختمان سازی در انگلستان استفاده می شود.

بتن مدرن از قطعات سنگ ترکیب شده با سیمان پرتلند – مخلوطی از سنگ آهک، خاک رس یا شیل و سایر مواد تشکیل شده است که در دمای 1450 درجه سانتیگراد (2642 درجه فارنهایت) آسیاب شده و می سوزند. این فرآیند مقدار زیادی گاز گلخانه‌ای ایجاد می‌کند و بتنی را برای شما به ارمغان می‌آورد که دوام ندارد و گاهی در کمتر از 50 سال به خصوص در محیط‌های دریایی تخریب می‌شود. بتن رومی، در مقایسه، قوی است و بر خلاف همتای مدرن خود، به هیچ فولادی برای تقویت آن نیاز ندارد. و نسبتا ارزان است.

کینگ خاطرنشان می‌کند که زیرساخت‌های بتنی امروزی، مانند جاده‌ها، با در نظر گرفتن تعمیرات در طول عمر، 6 تا 10 برابر قیمت اولیه خود هزینه دارند. بنابراین افزایش عمر بتن امروزی، حتی به اندازه چند برابر طول عمر آن، به طور چشمگیری تقاضا را کاهش می دهد و انتشار گلخانه ای را کاهش می دهد. کینگ می‌گوید: «وقتی بزرگراه جدیدی ایجاد می‌کنید، هر سه سال یک بار چاله‌ای ظاهر می‌شود. “اگر اکنون فقط باید هر 10 یا 20 سال یک بار چاله های خود را پر کنید، این ماده بهتری است.” داشتن بتنی که 2000 سال دوام می آورد، برای ایجاد تفاوت بزرگ ضروری نیست.

در این جبهه، آزمایشگاه های Masic’s و Jackson با کارآفرینانی که علاقه مند به ارائه نسخه های خود از بتن رومی به بازار هستند، کار می کنند. برای مثال، تیم جکسون با یک شریک صنعتی برای ایجاد یک نسخه مصنوعی از تفرای آتشفشانی که رومی‌ها استخراج کرده‌اند، همکاری کرده‌اند، زیرا حجم عظیمی که مورد نیاز است.

پس از سال‌ها و سال‌ها پیگیری پاسخ، جکسون خوشحال است که این تلاش علاقه‌مند است. او می گوید: «آنچه واقعا مهم و ارزشمند است این است که موضوع بتن رومی اکنون در رسانه ها مطرح است. “این یک ماده فوق العاده پیچیده و پیچیده است. افرادی که آن را ساختند آنقدر درخشان بودند و در کاری که انجام می‌دادند آنقدر دقیق بودند که 15 سال کار برای رمزگشایی از بسیاری از این موارد طول کشید. و ما نسبت به چیزهای بیشتری که باید یاد بگیریم متواضع هستیم.»