Давньоримський цемент виявився стійкішим за сучасний

У сфері виготовлення цементу сучасним будівельникам є чому повчитись у давніх римлян, вважають дослідники, які досліджували древні будівельні технології під проводом Пауло Монтейро з Департаменту енергетики Національної лабораторії Лоренса Берклі в США.

Давньоримська технологія виготовлення цементу виявилась більш передовою за сучасну — вона вимагає менших витрат енергії і є більш екологічною, а сам цемент за міцністю перевершує сучасний, йдеться на сайті Лабораторії Лоренса Берклі, пише Велика епоха.

Зараз у світі найбільш широко застосовується портландцемент, який вважається дуже якісним. Але через те, що для його виробництва потрібно підігрівати суміш вапняку та глини до 1450°С, від горіння палива виділяється вуглекислий газ. Крім того, такий газ виділяє і сам нагрітий вапняк.

Римляни ж, навпаки, для виробництва цементу застосовували менше вапна і розжарювали його тільки до 900°С. В цьому процесі вони використовували менше палива — відповідно меншими були і викиди в атмосферу від його спалення.

Давня технологія

До складу цементу у римлян входило вапно та магматичні гірські породи. Для зведення підводних конструкцій змішували вапно та вулканічний попіл, і таку суміш вкладали в дерев’яну опалубку.

Морська вода викликала гарячу хімічну реакцію. Вапно гасилось (проходила реакція гідратації) і взаємодіяло з вулканічним попелом, і вся суміш починала застигати.

З давніх часів збереглись і записи стародавніх римлян про якість цементу та вулканічного попелу.

Спочатку Вітрувій, інженер імператора Августа, а пізніше Пліній Старший записав, що кращий цемент виготовляли із попелу, взятого з регіону Неаполітанської затоки, особливо з ділянок поблизу одного з приморських міст, сучасного Поццуолі.

Такий вулканічний попіл має спеціальну назву — пуцолан, і є поширеним по всьому світі. Зокрема, його відкладення є і в Україні, в карпатських та кримських горах.

В чому різниця?

Вчені виділяють кілька особливостей, які роблять стародавню технологію виготовлення цементу більш передовою, ніж сучасну.

По-перше, змінився склад бетону. Бетон на основі портландцементу складається з кальцію, силікатів та гідратів (К-С-Г). До складу римського бетону входило менше кремнію, натомість замість нього додавався ще один компонент — алюміній. Таке поєднання кальцію, алюмінію, силікатів та гідратів (К-А-С-Г) давало дуже міцний матеріал.

По-друге, давньоримський та сучасний цементи мають різну структуру. Цемент на основі К-С-Г, застигаючи, стає схожим за структурою на такі природні матеріали, як тоберморіт та женніт. Проте він є тільки подібним до них — ідеальної кристалічної структури в сучасних цементах не побачити.

Проте тоберморіт є в складі стародавнього римського бетону завдяки додаванню в процесі виготовлення алюмінію. Поєднання алюмінію з тоберморітом дає надзвичайно міцний та довговічний матеріал.

Аналіз показав, що за римським рецептом виготовлення цементу потрібно значно менше вапна — його додається тільки 10% від ваги всіх компонентів. Температура, якої зазнає суміш, також на третину менша, ніж потрібна при виготовлення портландцементу. А вапно при реакції з багатим на алюміній пуцоланом та морською водою дає дуже міцні поєднання К-А-С-Г та алюміній-тоберморіту.

«В середині 20-го століття бетонні конструкції були розраховані на 50 років, і чимало таких будівель вже доживає свій вік», — говорить Пауло Монтейро, професор цивільної і екологічної інженерії в Університеті Каліфорнії.

За словами фахівця, теперішні споруди розраховані на 100—120 років. Однак римські портові споруди збереглися протягом 2 тисяч років та вистояли за умов хімічного впливу та підводних течій.

Найважливіше

22.02.2019
:
Cпорт

Спортсменка, яка показала найкращий результат сезону в метанні молота, розповіла газеті "Експрес" про умови підготовки до змагань.

22.02
Актуальне
Мешканець Криму відмовився від російського паспорта. Його депортували й відібрали право жити на рідній землі

Окупантів не зупинило ані корінне походження чоловіка, ані наявність будинку та родини в Євпаторії.

22.02
Cтиль життя
Джек Пеленс. Володар Оскара, який грав на бандурі та любив голубці

Про українське коріння, яким пишався знаменитий американець, газеті Експрес розповідають його дружина та донька.

22.02
Cпорт

Кролла має на сім років більше досвіду на професійному рингу, ніж Ломаченко. Ломаченко зумів виграти у боксера, якому Кролла поступився двічі.

22.02
21.02.2019
Актуальне
Фото Дмитра Романишина

Хлопці рубають дрова та забезпечують стареньких вугіллям.

21.02
Cпорт
Матчі-відповіді Динамо і Шахтаря у Лізі Європи. Які прогнози?

Сьогодні, 21 лютого, київське "Динамо" та донецький "Шахтар" проведуть вирішальні поєдинки 1/16 фіналу Ліги Європи.

21.02
Політика

Кандидатка також стверджує, що взяла кредит у банку і не має власного житла. Разом з тим у неї є 180 тис. доларів та понад 2 млн. гривень готівкою.

21.02
Політика
Якщо на дільницю прийде п'яний виборець, чи дозволять йому проголосувати?

Про цензи для тих, хто має право обирати владу в Україні.

21.02
Актуальне

90% місцевих доріг у 12 областях України, які ремонтували у 2016 році, уже мають дефекти. Незважаючи на те, що після поточного ремонту покриття має служити 7 - 10 років.

21.02
20.02.2019
показати більше