5.7.17


Експерти са на път да разкрият тайната на здравината на бетона, който преди две хилядолетия са използвали римските строители. Изследване чрез високоточни рентгенови микроскопски методи дава представа за молекулярната структура на бетона от римски кей, а учените са уверени, че са разбрали на какво се дължи хилядолетната му издръжливост. Разработката може да се окаже и значима за екологичните ни проблеми, давайки ни метод за производство на бетон, който не генерира огромни количества парникови газове.

Римските строители и инженерните им решения са изиграли голяма роля в успехите на Римската империя, но, разбира се, ние отдавна сме надминали техните технологични постижения. Бетонът обаче, е едно голямо изключение. Древният продукт по много показатели е по-напреднал от този, който произвеждаме днес. И това не  е преувеличение, след като пред очите си имаме примера на оцелелите две хилядолетия пътища и сгради, дори в зони със силна сеизмична дейност.

И още нещо важно: римският бетон не “сготвя” атмосферата, защото производството му оказва далеч по-малко въздействие върху околната среда, отколкото съвременните технологии. За съжаление, все още не сме разбрали как точно са го приготвяли. В търсене на тайните на римския бетон, професор Мари Джаксън от университета в Юта, използва апаратурата за рентгенови изследвания на лабораторията “Бъркли”. С нейна помощ тя изследва проби от 2000-годишен бетон, взети от кей в Орбетело, Италия. В съобщение за резултатите от изследването проф. Джаксън казва: “Успяхме да идентифицираме различни минерали и учудващо сложни последователности от кристализация в микронната скала”.

В статията за American Mineralogist, Джаксън разкрива, че структурната здравина на бетона се осигурява от слоевете кристали на минерал, наречен “алуминиев тоберморит”, който е много труден за получаване. Същите кристали са идентифицирани в скали, образувани след изригването на вулкан, вследствие на което се е образувал остров Съртси в Исландия през 60-те години на ХХ век. Но тогава се смята, че за получаването на тези кристали са нужни много високи температури. “Никой не е успявал да произведе тоберморит при температура 20º", пише Джаксън в статията. “О, не, всъщност, с изключение на римляните! Отнело им е много време, да създадат бетона си, но са били изключително интелигентни и наблюдателни хора”.


Професор Джаксън и екипът са установили, че още един процес оказва влияние на здравината на римския бетон. С течение на времето, морската вода, която прониква в бетонните съоръжения, изградени от римляните, е разтваряла вулканичните кристали вътре в структурата на бетона; на тяхно място кристализират алуминиев тоберморит и филипсит – друг минерал.
Тези два минерала, казват авторите на изследването, подпомагат подсилването на структурния състав на бетонa, предотвратявайки разрастването на пукнатини в него и на практика с течение на времето структурите стават по-здрави, благодарение на увеличеното съдържание на двата минерала.

За римския бетон е известно, че включва вар (CaO), вулканична пепел и морска вода. Възпроизвеждането на точната му формула, така че инженерите да се чувстват достатъчно сигурни в издръжливостта и да го използват в строежи, способни да просъществуват десетилетия, се оказва истинско предизвикателство. Понеже познанията на римляните по химия са били съвсем примитивни, смята се, че са изобретили формулата за бетона си като са наблюдавали как вулканичната пепел се превръща в камък, когато бъде изложена на въздействието на морска вода. Когато Рим пада под ударите на далеч по-изостаналите в технологично отношение нашественици, детайлите за производството на римски бетон са изгубени. Разработки като тази на проф. Джаксън може да помогнат за да бъдат идентифицирани съставките на древния строителен материал и вероятно да се научим да го произвеждаме отново.

Производството на съвременния бетон, в това число и жизнено важната съставка в него Портланд цимента, е основен източник на емисии парникови газове; 5% от емисиите, генерирани от човешката дейност, се падат на производството на бетон. Ако това не звучи достатъчно много, да погледнем какво се случва с огромните и все по-успешни усилия за заместването на по-значимите източници на парникови газове с чисти технологии. Стремежът ни да заживеем в свят, захранван с електроенергия от възобновяеми източници и да се возим на електрически автомобили, може да се окаже напразен, ако не отчитаме постоянно нарастващите нужди от бетон и емисиите парникови газове, отделяни при неговото производство, които буквално изяждат останалия “въглероден бюджет”.

Една трета от вредните емисии, генерирани при производството на бетон, идва от топлината, необходима за загряване на пещите, в които се произвежда цимента; половината емисии пък се дължат на отделяния въглероден диоксид, когато бъде загрят варовика (CaCO3). При римския процес реакцията на варта с морската вода на практика реално намалява концентрацията на въглероден диоксид.

0 коментара:

Публикуване на коментар