به گزارش بازتاب آنلاین، موارد زیر همچنان جاری است: یکی در میان این سازه ها، پانتئون در رم که تقریباً 2000 سال دست نخورده باقی مانده است، همچنان رکورد بزرگترین گنبد بتنی جهان را در اختیار دارد. خواص و راز این بتن به طور کلی در مواد تشکیل دهنده آن نهفته است: پوزولانا، مخلوطی از خاکستر آتشفشانی که به نام شهر ایتالیایی پوزولی نامگذاری شده است، و آهک. هنگامی که این دو ماده با آب ترکیب می شوند، بتن بسیار قوی ایجاد می شود.
اما این تمام ماجرا نیست. در سال 2023، یک تیم بین المللی از محققان به رهبری موسسه فناوری ماساچوست (MIT) کشف کردند که نه تنها مواد تشکیل دهنده این بتن اندکی با آنچه قبلا تصور می شد متفاوت است، بلکه روش های مورد استفاده برای مخلوط کردن آنها نیز متفاوت است.
به گزارش یورونیوز، ردپایی از این تفاوت در تکه های کوچک آهکی سفید رنگ که به نظر می رسد در بتن به ظاهر مخلوط شده وجود داشته باشد، یافت شد. پیش از این، وجود این تکه ها به کیفیت پایین مخلوط یا ماده نسبت داده می شد، اما این فرضیه برای دانشمند مواد MIT، Admir Masic، منطقی است. نبود.
ماسیک می‌گوید: «این ایده که وجود این دسته از سنگ‌های آهکی فقط به دلیل کنترل کیفیت ضعیف است، همیشه به من مکث می‌کند، اگر رومی‌ها تلاش زیادی برای ایجاد یک ماده ساختاری برجسته انجام دهند و از تمام دستورالعمل‌های دقیق پیروی کنند.» چرا که در طول قرن ها به کمال رسیده است، چرا باید در تولید محصول نهایی اینقدر بی دقتی کنند؟ قطعاً پیچیدگی بیشتری پشت این ایده وجود داشت.»
Masik و تیم به رهبری مهندس عمران MIT، لیندا سیمور، نمونه های بتن رومی 2000 ساله را از محوطه باستانی Praiorno در ایتالیا به دقت بررسی کردند. آنها این نمونه‌ها را با استفاده از اسکن تخصصی و طیف‌سنجی پراکندگی پرتو ایکس، و همچنین «پراش اشعه ایکس پودر» و تصویربرداری رامان کانفوکال بررسی کردند تا درک بهتری از قطعات سنگ‌آهک به دست آورند.
یکی یکی از سوالات مربوط به نوع آهک مورد استفاده بود. درک رایج از بتن پوزولانی این است که در تولید آن از آهک خشک شده استفاده می شود. ابتدا سنگ آهک را تا دمای بالا حرارت می دهند تا پودر بسیار واکنش پذیری به نام آهک زنده یا اکسید کلسیم تولید شود.
ترکیب آهک زنده با آب باعث ایجاد آهک خشک یا هیدروکسید کلسیم می شود که خمیر کمی واکنش پذیر و خورنده کمتر است. یک نظریه رایج این است که آهک خشک شده ای بود که رومیان باستان با پوزولان مخلوط می کردند.
بر اساس تجزیه و تحلیل تیم تحقیقاتی، قطعات آهک در نمونه‌های بتن رومی معمولاً با این روش ناسازگار هستند. در عوض، بتن رومی احتمالاً با مخلوط کردن مستقیم آهک زنده با پوزولان و آب در دماهای بسیار بالا ساخته شده است. روشی که تیم آن را «اختلاط داغ» می‌نامد باعث تشکیل تکه‌های آهک می‌شود.
ماسیک با اشاره به مزایای این فرآیند می‌گوید: «اول، زمانی که تمام بتن به دمای بالایی می‌رسد، واکنش‌هایی رخ می‌دهد که با آهک خاموش و تشکیل ترکیباتی که فقط در دمای بالا تشکیل می‌شوند، امکان‌پذیر نیست. ثانیا، این دمای بالاتر زمان گیرش و گیرش بتن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و امکان ساخت سریعتر را فراهم می کند.
این روش یک مزیت دیگر نیز دارد: قطعات آهک به بتن خاصیت خود ترمیمی فوق العاده می دهد. هنگامی که ترک در بتن ایجاد می شود، این ترک ها به سمت ذرات آهکی حرکت می کنند که سطح بیشتری نسبت به سایر ذرات در سازه بتنی دارند. هنگامی که آب وارد شکاف می شود، با آهک واکنش نشان می دهد و محلولی غنی از کلسیم ایجاد می کند که خشک می شود و به کربنات کلسیم تبدیل می شود که ترک را کنار هم نگه می دارد و از گسترش بیشتر آن جلوگیری می کند.
این خاصیت خود ترمیمی در بتن یکی بنای دیگر دو و نیم ساله، مقبره Cacilia Metla، با شکاف هایی پر از کلسیت مشاهده شد. این ویژگی همچنین می تواند توضیح دهد که چرا بتن رومی در دایک های ساخته شده 2000 سال پیش با وجود فرسایش مداوم آب دریا هنوز پابرجاست.
برای آزمایش این یافته ها، تیم تحقیقاتی بتن پوزولانی را با آهک زنده و بر اساس دستورالعمل های قدیمی و جدید ساخت و نمونه کنترلی بدون آهک زنده ایجاد کرد. آنها آزمایش‌های اندازه‌گیری ترک را روی بتن انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که بتن آهک زنده در عرض دو هفته ترک‌ها را کاملاً ترمیم کرد، اما ترک‌ها در بتن‌های دیگر باقی ماندند.
این تیم تحقیقاتی اکنون در حال کار برای تجاری سازی این بتن به عنوان جایگزینی سازگار با محیط زیست برای بتن امروزی است.
Masik می‌گوید: «تفکر این که این فرمول‌بندی‌های بتن بادوام‌تر نه تنها می‌توانند عمر این مواد را افزایش دهند، بلکه دوام فرمول‌های بتن پرینت سه بعدی را نیز بهبود می‌بخشند، هیجان‌انگیز است.
۵۸۵۸