Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology, dell'Università di Harvard e
Durante il processo di miscelazione a caldo, scaglie di limeformano una fragile architettura di nanoparticelle, creando una fonte di calcio facilmente frangibile e reattiva che fornisce la capacità di recupero del calcestruzzo. Le minuscole crepe che si formano nel calcestruzzo passano attraverso scaglie di calce con un'ampia superficie. Quando reagito con l'acqua, questo materiale forma una soluzione satura di calcio, che si trasforma in carbonato di calcio e riempie rapidamente la fessura.
Nel loro lavoro, gli ingegneri hanno prestato attenzione al fatto cheche antichi campioni di cemento contengono piccoli elementi minerali caratteristici di colore bianco brillante su scala millimetrica. Queste formazioni sono formate dalla calce, uno dei componenti chiave dell'antica miscela di calcestruzzo. In precedenza, gli scienziati ritenevano che queste formazioni fossero il risultato di una miscelazione di scarsa qualità della miscela.
Immagine ingrandita e colorataun pezzo di cemento di due centimetri (a destra) ottenuto nel sito di scavo di Privernumu in Italia (a sinistra). Il rosso è il calcio, il blu è il silicio e il verde è l'alluminio. Immagine: MIT
Un nuovo studio suggerisce che questiminuscoli pezzi di calce forniscono al calcestruzzo la capacità di autorigenerarsi. Gli scienziati hanno studiato i clasti calcarei utilizzando tecniche di imaging ad alta risoluzione e mappatura chimica. Lo studio ha dimostrato che le inclusioni bianche sono effettivamente costituite da varie forme di carbonato di calcio che si sono formate a temperature estreme.
In precedenza si pensava che quando veniva aggiunta la calceCalcestruzzo romano, è stato prima mescolato con acqua per formare un materiale pastoso in un processo noto come schiacciamento. La presenza di materiali in traccia che si sono formati ad alte temperature indica l'uso di calce viva in sostituzione o in aggiunta al grassello di calce nell'impasto.
Formazione di capsule attive durante la miscelazione a caldo (in alto) e loro attivazione durante la formazione di crepe (in basso). Immagine: Linda M. Seymour et al., Science Advansec
Questo è possibile nel processo di miscelazione a caldo,notare gli autori dell'opera. In questo processo, tutto il calcestruzzo viene riscaldato a temperature elevate. Come risultato di reazioni chimiche, si formano sostanze chimiche associate all'elevata temperatura della connessione, che altrimenti non si formerebbero.
Esperimenti con materiali preparati secondotecnologia antica, ha confermato l'ipotesi che il calcestruzzo realizzato con impasto a caldo dimostrasse capacità di recupero e maggiore resistenza. Questo approccio può essere utilizzato per la produzione moderna, ritengono gli autori dell'opera.
Un esperimento per restaurare il calcestruzzo realizzato con l'antica tecnologia. Immagine: Linda M. Seymour et al., Science Advansec
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