Olimlar qadimiy binolarning ajoyib chidamliligi sirlarini tushunishga intilishmoqda va yanada mustahkam qurilish materiallarini yaratish usullarini topish umid qilmoqda. Italiyada bugun ikki ming yil davom etgan betondan qurilgan bino, yo'llar va akveduklarni ko'rish mumkin. Ko'pincha italyanlar zamonaviy inshootlar orasida saqlanib qolgan qoldiqlarni topadilar, masalan, Rimdagi umumiy maktab o'quvchilari tomonidan aniqlangan rim villa.
Rim va zamonaviy betonni taqqoslash
Rim imperiyasi betoni zamonaviy betondan nimasi bilan farq qiladi, u bir asrdan kamroq xizmat qiladi? Nima uchun faqat bir necha o'n yildan oldin qurilgan ko'priklar va binolarda allaqachon yoriqlar va tuzilish shikastlanishlari mavjud?
Chidamlilik bo'yicha dastlabki gipotezalar
Uzoq vaqtdan beri olimlar rim betonining mustahkamligi sirlarini ochishga harakat qilishdi. Dastlab asosiy nazariya kimyoviy jarayon edi - pozzolan reaksiyasi. Bu reaksiya mayda zirkoniyumli moddalar (puzzolana deb ataladi), gidratlangan gips va suv o'rtasida sodir bo'lib, eritma hosil qiladi.
Dengiz suvi va vulkan changining roli
Rim qurilishlarida puzzolana vulkan changi bo'lib, eritma tosh, parcha va tuzli suv bilan aralashtirilardi. Dengiz suvi yanada noyob mineral - tobermorit hosil bo'lishiga yordam berdi. Aynan shu narsa muhim edi: dengiz havosi bilan aloqaga kirganda, tobermorit avtomatik ravishda tiklanib, yoriqlar va teshiklarni to'ldirardi.
Yangi tadqiqot va Adrian latrini
Biroq, yangi tadqiqot betonning chidamliligidan kattaroq narsa kelib chiqishi mumkinligini ko'rsatadi. Ilmiy jurnal Science Advances da nashr etilgan ish Rimdan 17 kilometrda joylashgan Adrian Villa sayohati natijasida amalga oshirildi. Shuni ta'kidlash kerakki, rim villalari kichik qishloq aholi punktlari emas edi; bu nom kichik qishloq xo'jaligi guruhlarining markazi bo'lishi mumkin bo'lgan hashamatli uy-joylarga tegishli edi.
Adrian Villada asl holatidagi 1900 yillik umumiy latrina mavjud. Tadqiqot hamkorlari va konstruktor Kaliforniya universiteti Berklidagi Paulo Monteyro Scientific American intervyusida shunday dedi: «Hech kim latrinani ta'mirlamaydi. Shu sababli, material 19 asr davomida bevosita o'zgarishsiz qoldi va hech bir tirik odam boshlay olmas bo'lgan tajribani jim o'tkazdi».
Kaltsitning bog'lovchi agent sifatida kashf etilishi
Tadqiqotchilar sanitariya o'rnatmasining ostidagi betondan namuna oldilar. Fragment turli usullar bilan o'rganildi: kuchli mikroskop ostida, rentgen tomografiyasi va tarkibini kimyoviy tahlil yordamida. Kutilganidek, namuna pozzolan reaksiyasi - vulkan changi, gips va suv - aralashmasi birlashib, material hosil qilgan belgilarini o'z ichiga olgan edi. Biroq, teshiklar va yoriqlarni batafsil ko'rib chiqqanda, kaltsit, kalsiy, uglerod va kisloroddan iborat mineral, asosiy bog'lovchi agent ekanligi ma'lum bo'ldi.
Kaltsit betondagi kalsiy birikmalarining atmosferadagi karbonat angidrid bilan reaksiyasi natijasida hosil bo'ladi. Bu mineral betondagi mayda yoriqlar va teshiklarni to'ldirib, eski konstruksiyalarning vaqt o'tishi bilan mustahkamlanishiga va tiklanishiga imkon beradi.
Karbonatsiyatsiyaning mustahkamlikka hissasi
Monteyro bayonotida shunday dedi: «Garchi pozzolan reaksiyasi fundamental ahamiyatga ega bo'lsa-da, bizning kashfiyotlarimiz uzoq muddatli karbonatsiyatsiya ham betonning chidamliligini oshirishi va qarigan paytda yoriqlarni yopishga yordam berishi mumkinligini ko'rsatadi». U shuningdek, tobermorit faqat dengiz suvi bilan aloqada bo'lganda hosil bo'lishini ta'kidladi, shuning uchun bu ikkala tushuntirish bir-biriga zid kelmaydi, balki rim betonining turli turlarini tasvirlaydi. Tobermorit portlar va to'lqin bloklari kabi dengiz bilan aloqada bo'lgan tuzilmalarda uchraydi, shu bois kaltsit, yangi tadqiqotning asosiy qahramoni, dengizdan uzoqdagi tahlil qilingan latrina kabi yer usti qurilishlarida asosiy bog'lovchi agent hisoblanadi. Shu tariqa, rimliklar qurilishning maqsadiga qarab turli retseptlardan foydalanishgan.
Ekologik istiqbollar va ogohlantirishlar
Olimlar rim betonining tarkibini tushunish zamonaviy mutaxassislarga atrof-muhitga kamroq ta'sir qiluvchi beton yaratishga yordam berishiga umid qilishmoqda. Bugungi kunda beton dunyoda eng ko'p iste'mol qilinadigan materiallardan biri bo'lib, uning ishlab chiqarilishi global karbonat angidrid chiqindilarining taxminan 8% ni tashkil etadi. BMT 2050 yilda mavjud bo'lgan binolarning yarmi hali qurilmaganligini prognoz qilmoqda, bu esa ekologiya uchun kamroq agressiv usullarni rivojlantirishni shoshilinch talab qiladi.
Tadqiqot mualliflari shuningdek, bu karbonatsiyatsiya jarayoni juda sekin ekanligini ogohlantiradilar - u asrlarni oladi va uni qayta tiklash zamonaviy binoning xizmat muddati davomida sezilarli iqlim afzalligini keltirib chiqarishini taxmin qilish mumkin emas. Umid ko'proq rim jarayonining tezligini bevosita nusxalashdan ko'ra, chidamlilik mexanizmlarini tushunishda bo'ladi. Monteyro bayonotida shunday dedi: «Bu tadqiqot qadimgi muhandislik texnikalarini o'rganish qanday qilib muhim kashfiyotlarga olib kelishi mumkinligini namoyish etadi. Biz rim betonining chidamliligini oshirish sirlarini ochish orqali bir kun kelib zamonaviy infratuzilmalarning barqaror rivojlanishiga erishamiz deb umid qilamiz».
