دوشنبه ۱۹ آذر ۱۴۰۳
۱۲:۱۲ - ۱۱ آبان ۱۴۰۳ کد خبر: ۱۴۰۳۰۸۰۸۵۲
اخبار خواندنی ها و دیدنی ها

راز دوام دوهزاسالۀ «بتن رومی» چیست؟

بتن رومی,راز دوام بتن رومی
رومیان باستان استادان ساخت و ساز و مهندسی بودند و بسیاری از آثار آنان هنوز تا حد چشمگیری پابرجا مانده‌اند. آن شگفتی‌ها همچنان بر یک ماده ساختمانی منحصر به فرد متکی هستند: بتن پوزولانی؛ بتن فوق‌العاده بادوامی که موجب استحکام باورنکردنی سازه‌های رومی شده است.

به گزارش فرادید، رومیان باستان استادان ساخت و ساز و مهندسی بودند و آن شگفتی‌های همچنان کاربردی بر یک ماده ساختمانی منحصر به فرد متکی بودند: بتن پوزولانی؛ بتن فوق‌العاده بادوامی که موجب استحکام باورنکردنی سازه‌های رومی شده است. 

حتی امروزه، یکی از آن سازه‌های یعنی پانتئون، هنوز دست نخورده و نزدیک به ۲۰۰۰ سال قدمت دارد. این سازه رکورد بزرگترین گنبد بتن غیرمسلح جهان را دارد. 

ویژگی‌های این بتن به طور کلی به مواد تشکیل‌دهنده آن نسبت داده می‌شود: پوزولانا (ترکیبی از خاکستر آتشفشانی) که نامش برگرفته از شهر ایتالیایی Pozzuoli است، جایی که ذخایر قابل‌توجهی از آن یافت می‌شود و آهک. وقتی این دو ماده با آب مخلوط شوند، برای تولید بتن قوی واکنش نشان می‌دهند. 

اما کاشف به عمل آمد که این تمام ماجرا نیست. سال ۲۰۲۳، تیمی بین‌المللی از محققان به رهبری موسسه فناوری ماساچوست (MIT) دریافتند که نه تنها مواد کمی با تصورات ما فرق دارند، بلکه تکنیک‌های مخلوط کردن آن‌ها نیز متفاوت است. 

مدرک قطعی تکه‌های کوچک و سفید آهک بودند که می‌توان آن‌ها را در مخلوط بتن دید. وجود این تکه‌ها قبلاً به مواد یا اختلاط ضعیف نسبت داده می‌شد، اما برای دانشمند مواد، اَدمیر مِیزیک از MIT، منطقی نبود. 

میزیک در ژانویه ۲۰۲۳ گفت: «این ایده که وجود آهک‌ها صرفاً به کیفیت پایین نسبت داده میشد، همیشه مرا آزار می‌داد.» 

«اگر رومی‌ها تلاش زیادی برای ساختن یک مصالح ساختمانی برجسته می‌کردند و از تمام دستورالعمل‌های دقیقی که در طول قرن‌ها بهینه‌سازی شده بودند پیروی می‌کردند، پس چطور برای اطمینان از تولید یک محصول نهایی خوب مخلوط‌شده تلاش کمی کردند؟ این نمی‌تواند تمام داستان باشد.» 

بتن رومی,راز دوام بتن رومی

میزیک و تیم به رهبری مهندس عمران MIT، لیندا سیمور، نمونه‌های ۲۰۰۰ ساله بتن رومی محوطه باستان‌شناسی پرایوِنِم (Privernum) در ایتالیا را با دقت بررسی کردند. این نمونه‌ها در معرض میکروسکوپ الکترونی اسکن مناطق بزرگ و طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس، پراش پودر و تصویربرداری رامان کانفوکال قرار گرفتند تا درک بهتری از آهک به دست آید. 

یکی از پرسش‌هایی که در ذهن وجود داشت، ماهیت آهک بکاررفته بود. درک استاندارد ما از بتن پوزولانی اینست که در آن از آهک شکفته استفاده می‌شود. نخست، سنگ آهک در دماهای بالا گرم می‌شود تا پودر سوزاننده بسیار واکنش‌پذیری به نام آهک زنده یا اکسید کلسیم تولید شود. 

مخلوط کردن آهک زنده با آب سبب تولید آهک شکفته یا هیدروکسید کلسیم می‌شود: خمیری با واکنش‌پذیری و سوزآوری کمتر. بر اساس تئوری، این آهک شکفته بود که رومیان باستان با پوزولانا مخلوط می‌کردند. 

بر اساس آنالیز این تیم، آهک‌های موجود در نمونه‌های آن‌ها با این روش سازگاری ندارند، بلکه بتن رومی احتمالاً از مخلوط کردن مستقیم آهک زنده با پوزولانا و آب در دمای بسیار بالا، به خودی خود یا علاوه بر آهک شکفته ساخته شده است، فرآیندی که تیم آن را «اختلاط داغ» می‌نامد که منجر به ایجاد دانه‌های آهک می‌شود. 

به گفته میزیک، فواید اختلاط گرم دوچندان است. 

«نخست، وقتی بتن کلی تا دماهای بالا گرم می‌شود، به ترکیبات شیمیایی که اگر فقط از آهک شکفته استفاده شود امکان‌پذیر نیستند، اجازه می‌دهد ترکیبات مرتبط با دمای بالا تولید کنند که در غیر این صورت تشکیل نمی‌شدند. دوم، این افزایش دما زمان عمل آوردن و گیرش را به طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد زیرا همه واکنش‌ها شتاب گرفته‌اند و امکان ساخت بسیار سریعتر فراهم می‌شود.» 

و فایده‌ی دیگری هم دارد: دانه‌های آهکی به بتن توانایی خوددرمانی قابل‌توجه می‌دهند. 

وقتی در بتن ترک ایجاد می‌شود، ترجیحاً به سمت دانه‌های آهکی می‌رود که مساحت سطح بالاتری نسبت به سایر ذرات ماتریس دارند. وقتی آب به شکاف نفوذ می‌کند، با آهک واکنش نشان می‌دهد و محلولی غنی از کلسیم تشکیل می‌دهد که خشک می‌شود و به صورت کربنات کلسیم سخت می‌شود، ترک را دوباره به هم می‌چسباند و از گسترش بیشتر آن جلوگیری می‌کند. 

بتن رومی,راز دوام بتن رومی

این فرایند در بتن محوطه ۲۰۰۰ساله دیگری به نام مقبره کِیسیلیا مِتِلا هم مشاهده شده که در آن، شکاف‌های درون بتن با کلسیت پر شدند. این می‌تواند دلیل دست‌نخورده ماندن بتن رومی دیوارهای دریایی ۲۰۰۰ سال پیش، با وجود ضربات مداوم اقیانوس باشد. 

بنابراین، تیم یافته‌هایشان را با ساخت بتن پوزولانی طبق دستورالعمل‌های قدیمی و مدرن با استفاده از آهک زنده آزمایش کردند. آن‌ها یک بتن کنترلی بدون آهک زنده هم ساختند و آزمایشات ترک را انجام دادند. مطمئناً بتن آهک زنده ترک‌خورده ظرف دو هفته به طور کامل ترمیم شد، اما بتن کنترلی ترک خورده ماند. 

این تیم اکنون در حال کار روی تجاری‌سازی بتن جدید به عنوان جایگزینی سازگار با محیط زیست برای بتن‌های فعلی است. 

  • 17
  • 1
۵۰%
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
هیثم بن طارق آل سعید بیوگرافی هیثم بن طارق آل سعید؛ حاکم عمان

تاریخ تولد: ۱۱ اکتبر ۱۹۵۵ 

محل تولد: مسقط، مسقط و عمان

محل زندگی: مسقط

حرفه: سلطان و نخست وزیر کشور عمان

سلطنت: ۱۱ ژانویه ۲۰۲۰

پیشین: قابوس بن سعید

ادامه
بزرگمهر بختگان زندگینامه بزرگمهر بختگان حکیم بزرگ ساسانی

تاریخ تولد: ۱۸ دی ماه د ۵۱۱ سال پیش از میلاد

محل تولد: خروسان

لقب: بزرگمهر

حرفه: حکیم و وزیر

دوران زندگی: دوران ساسانیان، پادشاهی خسرو انوشیروان

ادامه
صبا آذرپیک بیوگرافی صبا آذرپیک روزنامه نگار سیاسی و ماجرای دستگیری وی

تاریخ تولد: ۱۳۶۰

ملیت: ایرانی

نام مستعار: صبا آذرپیک

حرفه: روزنامه نگار و خبرنگار گروه سیاسی روزنامه اعتماد

آغاز فعالیت: سال ۱۳۸۰ تاکنون

ادامه
یاشار سلطانی بیوگرافی روزنامه نگار سیاسی؛ یاشار سلطانی و حواشی وی

ملیت: ایرانی

حرفه: روزنامه نگار فرهنگی - سیاسی، مدیر مسئول وبگاه معماری نیوز

وبگاه: yasharsoltani.com

شغل های دولتی: کاندید انتخابات شورای شهر تهران سال ۱۳۹۶

حزب سیاسی: اصلاح طلب

ادامه
زندگینامه امام زاده صالح زندگینامه امامزاده صالح تهران و محل دفن ایشان

نام پدر: اما موسی کاظم (ع)

محل دفن: تهران، شهرستان شمیرانات، شهر تجریش

تاریخ تاسیس بارگاه: قرن پنجم هجری قمری

روز بزرگداشت: ۵ ذیقعده

خویشاوندان : فرزند موسی کاظم و برادر علی بن موسی الرضا و برادر فاطمه معصومه

ادامه
شاه نعمت الله ولی زندگینامه شاه نعمت الله ولی؛ عارف نامدار و شاعر پرآوازه

تاریخ تولد: ۷۳۰ تا ۷۳۱ هجری قمری

محل تولد: کوهبنان یا حلب سوریه

حرفه: شاعر و عارف ایرانی

دیگر نام ها: شاه نعمت‌الله، شاه نعمت‌الله ولی، رئیس‌السلسله

آثار: رساله‌های شاه نعمت‌الله ولی، شرح لمعات

درگذشت: ۸۳۲ تا ۸۳۴ هجری قمری

ادامه
نیلوفر اردلان بیوگرافی نیلوفر اردلان؛ سرمربی فوتسال و فوتبال بانوان ایران

تاریخ تولد: ۸ خرداد ۱۳۶۴

محل تولد: تهران 

حرفه: بازیکن سابق فوتبال و فوتسال، سرمربی تیم ملی فوتبال و فوتسال بانوان

سال های فعالیت: ۱۳۸۵ تاکنون

قد: ۱ متر و ۷۲ سانتی متر

تحصیلات: فوق لیسانس مدیریت ورزشی

ادامه
حمیدرضا آذرنگ بیوگرافی حمیدرضا آذرنگ؛ بازیگر سینما و تلویزیون ایران

تاریخ تولد: تهران

محل تولد: ۲ خرداد ۱۳۵۱ 

حرفه: بازیگر، نویسنده، کارگردان و صداپیشه

تحصیلات: روان‌شناسی بالینی از دانشگاه آزاد رودهن 

همسر: ساناز بیان

ادامه
محمدعلی جمال زاده بیوگرافی محمدعلی جمال زاده؛ پدر داستان های کوتاه فارسی

تاریخ تولد: ۲۳ دی ۱۲۷۰

محل تولد: اصفهان، ایران

حرفه: نویسنده و مترجم

سال های فعالیت: ۱۳۰۰ تا ۱۳۴۴

درگذشت: ۲۴ دی ۱۳۷۶

آرامگاه: قبرستان پتی ساکونه ژنو

ادامه
ویژه سرپوش