rss
twitter
Календарь новостей
«    Июль 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Раскрыт секрет римского морского бетона

Раскрыт секрет римского морского бетона
Источник: lbl.gov
Ученые Национальной лаборатории Лоренса в Беркли (США) вместе с коллегами из других стран выяснили, почему древний римский бетон является таким устойчивым и прочным. Химические секреты волнореза, погруженного в Средиземное море, изучала команда под руководством профессора Пауло Монтейро. Современный бетон, в принципе, не так уж плох. Но он изготавливается на основе портландцемента, для производства которого смесь известняка и глины нагревают до 1450 градусов Цельсия. Древние римляне использовали меньшее количество извести, и получали ее из известняка, нагретого всего до 900˚ C. Что касается долговечности, то в этом отношении современный бетон также проигрывает. В середине прошлого века бетонные конструкции рассчитывались на 50 лет эксплуатации, новые технологии позволяют продлить срок жизни бетона до 100-120 лет. Римские портовые сооружения существуют вот уже 2000 лет, и не разрушились под действием волн и соленой морской воды.

Известно, каким образом изготавливался этот необычный бетон. Римляне смешивали известь, вулканический пепел и вулканический туф. Для изготовления портовых конструкций полученный раствор упаковывался в деревянные формы, которые погружались в воду. Морская вода мгновенно запускала горячую химическую реакцию. Известь гидратировалась (присоединяла молекулы воды) и взаимодействовала с золой, цементируя смесь. Описания пепла, используемого для производства бетона, также сохранились. Его добывали в области Неаполитанского залива, вблизи приморского города Поццуоли. Пепел с аналогичными минеральными характеристиками — пуццолан — встречается по всему миру, и в больших количествах. Стоит отметить, что некоторые современные марки цемента также включают в себя вулканический пепел или золу от угольных электростанций. Бетон на их основе имеет неплохие характеристики, но до нынешнего исследования долгосрочная эффективность таких технологий была под вопросом. Используя рентгеновскую спектроскопию и другие методы изучения, команда профессора Монтейро определила основные отличия римского бетона от бетона на основе портландцемента.

Связующее вещество современного бетона представляет собой смесь соединений кальция, силикатов и гидратов (C-S-H). В римском же бетоне имеется значительное количество алюминия и гораздо меньше кремния. Состав кальций–алюминий-силикат-гидрат (C-A-S-H) является исключительно стабильным связующим. Другое отличие касается продуктов гидратации. Теоретически, бетон, изготовленный на основе портландцемента, должен имитировать природные слоистые минералы тоберморит и женнит. На деле же эти идеальные кристаллические структуры в современных бетонах отсутствуют. Но они имеются в кернах римского морского бетона. С помощью дифракции рентгеновских лучей высокого давления ученые выяснили роль алюминия в обнаруженных кристаллических решетках. Оказалось, что Al-тоберморит (то есть тоберморит с алюминием) имеет более высокую жесткость и обеспечивает бетону прочность и долговечность. Анализ показал, что римский рецепт включает менее 10% извести (по весу). Эта известь получается при температуре на треть меньшей, чем необходима для изготовления портландцемента. Реакция извести с богатой алюминием пуццолановой золой и морской водой приводит к образованию C-A-S-H — связующего высокой стабильности и Al-тоберморита, обеспечивающего прочность и долговечность бетона.
Подготовлено по материалам (источник): lbl.gov
Дата: 5 июня 2013
Другие новости, которые читают вместе с этой:
Ссылки спонсоров
ЦВТ «Инноком» | О проекте
+7 (3952) 755-265 | info@innocom.ru
Rambler's Top100
Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика