ความลับของความทนทานของคอนกรีตโรมันถูกเปิดเผย: สามารถซ่อมแซมได้

ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด และ

ห้องปฏิบัติการในอิตาลีและสวิตเซอร์แลนด์สามารถฟื้นฟูเทคโนโลยีการผลิตคอนกรีตโบราณได้วิศวกรเชื่อว่าวัสดุนี้คงอยู่มานานนับพันปีด้วย

ในระหว่างขั้นตอนการผสมร้อนมะนาวชิปสร้างโครงสร้างอนุภาคนาโนที่เปราะบาง สร้างแหล่งแคลเซียมที่เปราะบางและเกิดปฏิกิริยาได้ง่าย ซึ่งให้ความสามารถในการฟื้นตัวของคอนกรีต รอยแตกเล็กๆ ที่เกิดขึ้นในคอนกรีตจะทะลุผ่านเศษปูนขาวที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ สารนี้จะสร้างสารละลายที่อิ่มตัวด้วยแคลเซียม ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตและเติมเต็มรอยแตกอย่างรวดเร็ว

ในการทำงาน วิศวกรให้ความสนใจกับข้อเท็จจริงที่ว่าตัวอย่างคอนกรีตโบราณนั้นมีองค์ประกอบแร่สีขาวสว่างขนาดเล็กที่มีลักษณะเฉพาะระดับมิลลิเมตร การก่อตัวเหล่านี้เกิดจากปูนขาวซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของการผสมคอนกรีตในสมัยโบราณ ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการก่อตัวเหล่านี้เป็นผลมาจากการผสมของส่วนผสมที่มีคุณภาพต่ำ

ภาพขยายและลงสีคอนกรีตขนาดสองเซนติเมตร (ขวา) ที่ได้มาจากไซต์ขุดค้นที่ Privernumu ในอิตาลี (ซ้าย) สีแดงคือแคลเซียม สีน้ำเงินคือซิลิคอน และสีเขียวคืออะลูมิเนียม รูปภาพ: MIT

การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าสิ่งเหล่านี้มะนาวชิ้นเล็ก ๆ ให้คอนกรีตที่มีความสามารถในการรักษาตัวเอง นักวิทยาศาสตร์ศึกษาเปลือกมะนาวโดยใช้เทคนิคการถ่ายภาพความละเอียดสูงและการทำแผนที่ทางเคมี การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเจือปนสีขาวประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตในรูปแบบต่างๆ ที่ก่อตัวขึ้นที่อุณหภูมิสูง

ก่อนหน้านี้เคยคิดว่าเมื่อใส่มะนาวลงไปคอนกรีตแบบโรมัน เริ่มแรกผสมกับน้ำเพื่อสร้างวัสดุที่มีลักษณะเหมือนเพสต์ในกระบวนการที่เรียกว่าการสแลคกิ้ง การปรากฏตัวของวัสดุร่องรอยที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงบ่งชี้ว่ามีการใช้ปูนขาวแทนหรือนอกเหนือจากปูนขาวในส่วนผสม

การก่อตัวของแคปซูลที่ออกฤทธิ์ระหว่างการผสมแบบร้อน (บน) และการกระตุ้นระหว่างการเกิดรอยแตก (ด้านล่าง) ภาพ: Linda M. Seymour และคณะ Science Advansec

เป็นไปได้ในกระบวนการผสมร้อนสังเกตผู้เขียนงาน ในกระบวนการนี้ คอนกรีตทั้งหมดจะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิสูง อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี สารเคมีก่อตัวขึ้นที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูงของการเชื่อมต่อ ซึ่งมิฉะนั้นจะไม่ก่อตัวขึ้น

การทดลองกับวัสดุที่เตรียมตามเทคโนโลยีโบราณยืนยันสมมติฐานที่ว่าคอนกรีตที่ทำโดยใช้ส่วนผสมร้อนแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการคืนตัวและความแข็งแรงที่ดีกว่า วิธีการนี้สามารถใช้สำหรับการผลิตที่ทันสมัย ​​ผู้เขียนเชื่อว่า

การทดลองฟื้นฟูคอนกรีตที่สร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีโบราณ ภาพ: Linda M. Seymour และคณะ Science Advansec

อ่านเพิ่มเติม:

ชมการปะทุของภูเขาไฟที่ทรงพลังที่สุดบนดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี

มีการค้นพบสิ่งพัวพันทางควอนตัมชนิดใหม่: โฟตอน "จำ" โครงสร้างของอะตอม

ความเป็นโลหะของดวงอาทิตย์นั้นสูงกว่าที่คิด: สิ่งที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้เรียนรู้