Průmysl

13 důvodů, proč víme, proč je římský beton silnější než jeho moderní ekvivalent

13 důvodů, proč víme, proč je římský beton silnější než jeho moderní ekvivalent


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Každý, kdo navštívil Řím nebo jakékoli jiné město, kde dnes stojí staré římské stavby, pravděpodobně žasl nad vynalézavostí starých Římanů.

Jedním z nejgeniálnějších výtvorů těchto dokonalých inženýrů byloopus caementicium, dnes známý jako římský beton. Ještě před pouhými třemi lety se recept na tento materiál časem úplně ztratil.

V roce 2017 však vědci toto tajemství prolomili. Dnes se moderní inženýři stále učí z těchto metod starých více než 2000 let. Zde jsou některé z nejvíce fascinujících faktů o římském betonu.

SOUVISEJÍCÍ: 15 EPICKÝCH BOJŮ, KTERÉ ZMĚNILY KURZ HISTORIE

1. Všechno to začalo římskou architektonickou revolucí

Římská architektonická revoluce, známá také jako betonová revoluce, začala Římskou republikou, která byla založena v roce 509 př. N. L. A vzkvétala s příchodem římské říše v roce 27 př. N. L.

V této době si staří Římané osvojili rozsáhlé využívání konstrukcí architektonických forem, jako jsou oblouky, mosty, vodovody, dómy a klenby. Aby je mohli postavit, potřebovali by neuvěřitelně robustní materiál.

2. Beton byl základním kamenem revoluce

Při navrhování staveb, jako je kupole Pantheonu v Římě (postavená přibližně v roce 113 n. L.), Bývalý římský chrám, se proměnil v katolický kostel, který přitahuje turisty z celého světa, bylo zapotřebí velké vynalézavosti. Dnes, téměř 2000 let poté, co byla postavena, je stále největší nevyztuženou kupolí na světě.

Pro umožnění těchto konstrukcí byl však zásadní vývoj jednoho konkrétního materiálu: římského betonu. Ačkoli historických dokumentů o materiálu je málo, víme, že byl rozhodně v širokém použití zhruba od roku 150 př. N.l. Někteří vědci tvrdí, že byl vyvinut zhruba století před touto dobou.

3. Římané věděli, jak silný byl jejich „nedobytný“ vynález

Jak zdůrazňují autoři studie z roku 2017, která analyzovala římský beton, Římané „strávili obrovské množství práce [při vývoji římského betonu] - byli to velmi, velmi inteligentní lidé.“

Když vyvinuli beton na požadovanou sílu, byli si dokonale vědomi svých úspěchů. Jak studie vysvětluje, Pliny starší ve své přirozené historii napsal, že je „vlnami nedobytný a každý den silnější“.

4. Přesný konkrétní recept byl ztracen do historie

Ačkoli moderní inženýři a architekti již dlouho žasli nad trvalou silou římské architektury a římského betonu, obává se, že přesná metoda, kterou starověcí Římané používali, mohla být časem zcela ztracena - zmizením s pádem Římské říše.

"Recept byl zcela ztracen," uvedla geologka University of Utah Marie Jackson v tiskové zprávě v roce 2017. Ačkoli Jackson strávil roky rozsáhlým studiem starorímských textů při hledání neuvěřitelně silné původní směsi používané k výrobě římského betonu, žádný text nemá dosud nalezen s komplexním receptem.

5. Některé historické dokumenty poskytují vodítka

Vitruvius, kolem roku 25 přDeset knih o architektuře,konkrétní druhy kameniva vhodného pro přípravu vápenných malt.

U konstrukčních malt doporučil puzolán (pulvis puteolanusv latině), vulkanický písek z lůžek Pozzuoli.

Vitruvius popsal poměr 1 dílu vápna ke 3 dílům pucolánu pro cement používaný v budovách. Pro práci pod vodou specifikoval poměr vápna k pozzolaně 1: 2 pro práci pod vodou - prakticky stejný poměr, jaký se dnes používá pro beton v mořských lokalitách.

6. Římské betonové vlnolamy jsou působivě silné

Jak napsal Plinius starší, římský beton byl „vlnám nedobytný“. Není tedy divu, že staří Římané byli průkopníky v principech stavby pod vodou.

V prvním století začali římští inženýři stavět stavby, jako jsou vlnolamy, které vydrží sílu moře - z nichž mnohé dodnes stojí. Město Caesarea (postavené přibližně 25 př. N. L.) Je nejdříve známým příkladem rozsáhlého podmořského římského betonového staveniště. Dnes je součástí přírodního parku v Izraeli.

7. Vědci analyzovali betonová jádra z římských pilířů, vlnolamů a přístavů

V rámci historického projektu ROMACONS Jackson a tým vědců navštívili konkrétní jádra, která jsou ponořena do vody, aby studovala jejich vlastnosti.

Zkoumali tato jádra, která byla součástí římských pilířů, vlnolamů a dalších konstrukcí, pomocí metod, jako jsou mikrodifrakce a mikrofluorescenční analýzy na paprsku paprsků Advanced Light Source 12.3.2 v Lawrence Berkeley National Laboratory.

8. První analýza ukázala, že beton obsahoval vzácnou látku, kterou je velmi těžké vyrobit

Ve svých výzkumech Jackson a kolegové našli v mořské minometu velmi vzácný minerál zvaný hlinitý tobermorit. Minerální krystaly byly vytvořeny ve vápenných částicích puzolánovou reakcí při mírně zvýšených teplotách.

Byl to překvapivý objev. "Je velmi těžké to udělat," říká Jackson o hlinitém tobermoritu. Výroba v laboratoři je náročný úkol, který vyžaduje velmi vysoké teploty.

8. Vědci zjistili, že chemická reakce v římském betonu je časem silnější

Tým vědců dospěl k závěru, že hlinitý tobermorit byl vytvořen, když mořská voda prosakovala betonem ve vlnolamech a v molech, rozpouští složky vulkanického popela a umožňuje vznik nových minerálů.

"Jako geologové víme, že se horniny mění," řekl Jackson. "Změna je pro zemské materiály konstanta." Jak tedy změna ovlivní trvanlivost římských struktur? “

Hlinitý tobermorit má složení bohaté na oxid křemičitý, připomínající krystaly, které se tvoří ve vulkanických horninách. Krystaly mají deskovité tvary, které slouží k zesílení cementovací matrice. Tyto zámkové desky zase zvyšují odolnost římského betonu vůči křehkému lomu. "Díváme se na systém, kterému se daří v otevřené chemické výměně s mořskou vodou," vysvětlil Jackson.

9. Pevnost římského betonu byla částečně způsobena smůlou

Síla římského betonu bude pravděpodobně dosažena vyvrcholením pokusů a omylů, experimentů a štěstí.

Jak Jackson vysvětlila po provedení svého výzkumu, „Římané měli štěstí na typ horniny, se kterou museli pracovat. Poznamenali, že při vulkanickém popelu rostl cement, který produkoval tuf. Nemáme tyto kameny na mnoha místech světa, takže musely by být provedeny náhrady. “

10. Vědci nyní pracují na znovuvytvoření římského betonu pomocí nově objeveného receptu

Ačkoli možná nebudeme znát přesný recept na římský beton, vědecká komunita souhlasí, že je obecně vyrobena ze směsi vulkanického popela, vápna (oxid vápenatý), mořské vody a hrudek vulkanické horniny.

Od doby, kdy provedla výzkum a zveřejnila svá zjištění, spolupracuje Jackson s geologickým inženýrem Tomem Adamsem na vývoji náhradní receptury s použitím materiálů ze západních USA.

11. Potřebuje čas, aby se stal silnějším než moderní beton

Ačkoli je římský beton silnější než typický moderní beton, známý také jako portlandský beton, jeho vývoj si vyžaduje čas, a to díky procesu popsanému v bodě 8.

Z tohoto důvodu nemusí být životaschopnou náhražkou betonu, který se dnes používá. Mohlo by to však být užitečné v určitých kontextech - jako je ten popsaný níže.

12. Vědec tvrdil, že velké nové mořské pobřeží ve Velké Británii by mělo být vyrobeno z římského betonu

Jackson nedávno navrhl, aby velký projekt - navrhovaná přílivová laguna, která má být postavena ve Swansea ve Velké Británii - měl být postaven z římského betonu.

Důvodem, který uvedla, je to, že laguna, která měla být postavena za účelem využití přílivové energie, bude muset být v provozu po dobu 120 let, aby se vrátily náklady na stavbu projektu.

"Dokážete si představit, že s tím, jak nyní stavíme, by to do té doby byla hmota korodující oceli," vysvětlil Jackson. Na druhé straně se pomocí římského betonu mohla stavba časem posílit, což znamená, že by mohla stát po staletí.

13. Výzkum římského betonu pokračuje i dnes

Ačkoli výzkum Jacksona a dalších sloužil k zodpovězení mnoha otázek o vlastnostech římského betonu, stále ještě není známo mnoho o tom, jak se tento materiál mění v průběhu dlouhého období, které přežil.

"Myslím si, že [výzkum] otevírá zcela novou perspektivu toho, jak lze vyrobit beton - že to, co považujeme za korozní procesy, může ve skutečnosti produkovat extrémně prospěšný minerální cement a vést k trvalé odolnosti, ve skutečnosti se časem zvýší možná odolnost," Jackson vysvětleno.

"Římané se tím zabývali." Pokud se chystáme stavět v moři, měli bychom se tím také zabývat. “

Dnes dnes stojí nespočet akvaduktů, mostů, pilířů a dalších starých budov, které nám ukazují dlouhotrvající dědictví starověké římské říše - a říše postavené na nejtvrdších betonových základech.


Podívejte se na video: Mikro1 - Cvičení - Nabídka a poptávka 1. příklad, odpověď na dotaz (Prosinec 2022).