Tajná prísada dodá betónu samoopravné vlastnosti

0

Moderné betónové stavby sa po niekoľkých desaťročiach začnú rozpadávať. Naproti tomu stavby postavené starými Rimanmi sú stále pevné aj po 2000 rokoch. Teraz inžinieri našli zložku, ktorá pomáha starodávnemu betónu samostatne si opraviť trhliny. Ako sa ukázalo, môžeme znovu vytvoriť recept, aby nové budovy vydržali dlhšie. Počasie a napätie môžu spôsobiť malé praskliny v betóne, tie môžu prerásť do oveľa väčších trhlín, ktoré nakoniec ohrozia integritu celej konštrukcie.

To si môže vyžadovať nákladnú údržbu alebo výmenu, aby sa predišlo katastrofám. Naproti tomu staroveké rímske stavby obstáli v skúške času viac ako dve tisícročia. Preto vedci už dlho skúmajú vzorky materiálu pod mikroskopmi, aby odhalili zložky, ktoré im dodávajú takú silu. Zistili, že dominantou je pucolánový materiál vyrobený zo sopečného popola zo špecifického regiónu Talianska. Rovnako aj vápno pomáha betónu v priebehu času silnieť v morských prostrediach, ako sú móla.

Jedna bežná zložka – milimetrové kúsky bielych minerálov nazývané vápencové klasty – sa zvyčajne pokladala za vedľajší produkt, ale v novej štúdii výskumníci zistili, že tam môžu byť z nejakého dôvodu. Tím použil niekoľko techník zobrazovania a chemického mapovania na oveľa bližšiu kontrolu vápencových klastov a zistil, že sú vyrobené z typov uhličitanu vápenatého, ktoré boli zrejme vytvorené pri vysokej teplote. To naznačovalo, že sa vyrábali priamym pridaním („miešaním za horúca“) nehaseného vápna, reaktívnejšej formy vápna, o ktorej sa predpokladalo, že ju používali už starí Rimania.

Výhody horúceho miešania sú dvojaké. Po prvé, keď sa celý betón zahreje na vysoké teploty, umožňuje to chemické postupy, ktoré by neboli možné, keby ste použili iba hasené vápno, čím sa vytvárajú zlúčeniny, ktoré by bez vysokej teploty nevznikli. Po druhé, táto zvýšená teplota výrazne skracuje časy vytvrdzovania a tuhnutia, pretože všetky reakcie sú zrýchlené, čo umožňuje oveľa rýchlejšiu stavbu. No vápenné klasty zohrávajú aktívnu úlohu aj pri samoopravovaní betónu.

Proces miešania za horúca spôsobuje, že zložky sú krehké, takže keď sa v betóne vytvoria drobné trhlinky, budú sa pohybovať cez vápencové klasty ľahšie ako okolitý materiál. Keď sa voda dostane do trhlín, reaguje s vápnom a vytvára roztok, ktorý opäť stvrdne na uhličitan vápenatý a upchá trhlinu. Môže takisto reagovať s pucolánovým materiálom a ďalej spevniť betón. Tento samoopravný mechanizmus môže byť hlavným faktorom dlhej životnosti starorímskych betónových konštrukcií.

Na otestovanie hypotézy potom výskumníci vyrobili za horúca zmiešané vzorky starovekého a moderného betónu. Následne ich nechali popraskať a cez trhliny dlhší čas pretekala voda. Po dvoch týždňoch starodávna vzorka betónu zacelila svoje trhliny a blokovala tak prúdenie vody. Moderný materiál sa na druhej strane vôbec nezacelil. Výskum bol publikovaný v časopise Science Advances

Zdroj: newatlas.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať