Bedryf

13 redes waarom ons weet waarom Romeinse beton sterker is as die moderne ekwivalent daarvan

13 redes waarom ons weet waarom Romeinse beton sterker is as die moderne ekwivalent daarvan

Enigiemand wat Rome besoek het, of enige ander stad waar die ou Romeinse konstruksies vandag hoog is, sal waarskynlik die vernuf van die antieke Romeine verwonder het.

Een van die vernuftigste skeppings van hierdie volmaakte ingenieurs wasopus caementicium, vandag bekend as Romeinse beton. Tot net drie jaar gelede het die resep vir hierdie materiaal heeltemal verlore gegaan.

In 2017 het navorsers egter die geheim geknak. Vandag leer moderne ingenieurs nog steeds van hierdie metodes wat meer as 2000 jaar oud is. Hier is 'n paar van die mees fassinerende feite oor Romeinse beton.

VERWANTE: 15 EPIESE BATTLES WAT DIE VERLOOP VAN GESKIEDENIS verander het

1. Dit het alles begin met die Romeinse argitektoniese rewolusie

Die Romeinse argitektoniese rewolusie, ook bekend as die konkrete rewolusie, het begin met die Romeinse Republiek wat in 509 vC gestig is en met die aanbreek van die Romeinse ryk in 27 vC gestig het.

Dit is ongeveer hierdie tyd dat die antieke Romeine die wydverspreide gebruik van konstruksies van argitektoniese vorms soos boë, brûe, akwadukte, koepels en kluise aangeneem het. Om dit te bou, het hulle 'n ongelooflike stewige materiaal nodig.

2. Beton was 'n hoeksteen vir die rewolusie

Groot vernuf was nodig om konstruksies te ontwerp soos die Pantheon-koepel in Rome (gebou ongeveer 113 nC), 'n voormalige Romeinse tempel wat verander is in 'n Katolieke kerk wat toeriste van regoor die wêreld trek. Vandag, byna 2000 jaar nadat dit gebou is, is dit steeds die wêreld se grootste onbewapende betonkoepel.

Die ontwikkeling van een spesifieke materiaal was egter noodsaaklik om hierdie konstruksies moontlik te maak: Romeinse beton. Alhoewel historiese dokumente oor die materiaal skaars is, weet ons dat dit beslis wydverspreid gebruik is vanaf ongeveer 150 vC. Sommige geleerdes beweer dat dit ongeveer 'n eeu voor die tyd ontwikkel is.

3. Die Romeine het geweet hoe sterk hul "onneembare" uitvindsel was

Soos die skrywers van die 2017-studie wat die Romeinse beton ontleed, daarop gewys het, het die Romeine 'baie werk bestee [aan die ontwikkeling van Romeinse beton] - hulle was baie, baie intelligente mense.'

Toe hulle die beton tot die vereiste sterkte ontwikkel het, was hulle heeltemal bewus van hul prestasies. Soos die studie verklaar, het Plinius die Ouer in sy Natural History geskryf dat dit "ondeurdringbaar is vir die golwe en elke dag sterker".

4. Die presiese konkrete resep is in die geskiedenis verlore

Alhoewel moderne ingenieurs en argitekte hulle al lank verwonder het oor die blywende krag van die Romeinse argitektuur en die Romeinse beton, is die vrees dat die presiese metode wat die Antieke Romeine gebruik het, moontlik heeltemal verlore gegaan het met die tyd - verdwyn met die val van die Romeinse Ryk.

“Die resep was heeltemal verlore,” het die geoloog Marie Jackson, Universiteit van Utah, in 2017 in 'n persverklaring gesê. Alhoewel Jackson jare lank al die bestudering van antieke Romeinse tekste bestee het op soek na die ongelooflike sterk oorspronklike mengsel wat gebruik is om Romeinse konkrete te maak, is daar geen teks nie. tog gevind met 'n omvattende resep.

5. Sommige historiese dokumente gee wel leidrade

Vitruvius, ongeveer 25 vC, het in syTien boeke oor argitektuur,spesifieke soorte stowwe wat geskik is vir die bereiding van kalkmortels.

Vir strukturele mortiere het hy pozzolana aanbeveel (pulvis puteolanusin Latyn), vulkaniese sand uit die beddings van Pozzuoli.

Vitruvius beskryf 'n verhouding van 1 deeltjie kalk tot 3 dele pozzolana vir sement wat in geboue gebruik word. Vir onderwaterwerk het hy 'n 1: 2-verhouding van kalk tot pozzolana vir onderwaterwerk gespesifiseer - feitlik dieselfde verhouding wat vandag gebruik word vir beton op mariene plekke.

6. Romeinse betonbrekers is indrukwekkend sterk

Soos Plinius die Oude geskryf het, was Romeinse beton 'ondeurdringbaar vir die golwe'. Geen wonder dan dat die antieke Romeine baanbrekers was in die beginsels van konstruksie onder water nie.

Teen die eerste eeu het Romeinse ingenieurs konstruksies, soos golfbrekers, begin bou wat die krag van die see kon weerstaan ​​- waarvan baie vandag nog bestaan. Die stad Caesarea (gebou ongeveer 25 v.G.J.) is die vroegste voorbeeld van 'n grootskeepse Romeinse betonbouperseel onder water. Vandag maak dit deel uit van 'n natuurpark in Israel.

7. Wetenskaplikes het betonkerne van Romeinse pier, golfbrekers en hawens ontleed

As deel van die ROMACONS historiese projek het Jackson en 'n span navorsers betonkerne besoek wat in water ondergedompel is om hul eienskappe te bestudeer.

Hulle het hierdie kerne, wat dele van Romeinse piere, golfbrekers en ander konstruksies was, ondersoek, met behulp van metodes soos mikrofinfraksie en mikrofluoressensie-ontledings aan die Advanced Light Source-balk 12.3.2 by die Lawrence Berkeley Nasionale Laboratorium.

8. Vroeë ontleding het getoon dat die beton 'n seldsame stof bevat wat baie moeilik is om te maak

In hul ondersoeke het Jackson en kollegas 'n baie seldsame mineraal met die naam aluminous tobermorite in die mariene mortier gevind. Die minerale kristalle is gevorm in kalkdeeltjies deur 'n pozzolaniese reaksie by effens verhoogde temperature.

Dit was 'n verrassende ontdekking. "Dit is baie moeilik om te maak," sê Jackson oor aluminous tobermorite. Om dit in 'n laboratorium te maak, is 'n moeilike taak wat baie hoë temperature benodig.

8. Navorsers het uitgevind dat 'n chemiese reaksie binne Romeinse beton dit mettertyd sterker maak

Die navorserspan het tot die gevolgtrekking gekom dat die aluminiumagtige tobermoriet gevorm is toe seewater deur die beton in golfbrekers en in piere sou deurgaan, en die komponente van die vulkaniese as oplos en nuwe minerale kon vorm.

"As geoloë weet ons dat rotse verander," het Jackson gesê. 'Verandering is konstant vir aardmateriaal. Hoe beïnvloed verandering die duursaamheid van Romeinse strukture? '

Aluminous tobermoriet het silika-ryke samestellings wat herinner aan kristalle wat in vulkaniese gesteentes vorm. Die kristalle het plat vorms wat die sementmatriks versterk. Hierdie ineengeskakelde plate verhoog weer Romeinse beton se weerstand teen bros breuke. "Ons kyk na 'n stelsel wat floreer in oop chemiese uitruiling met seewater," het Jackson verduidelik.

9. Die sterkte van Romeinse beton was gedeeltelik te wyte aan geluk

Die sterkte van Romeinse beton sal waarskynlik gemaak word deur 'n hoogtepunt van proef en fout, eksperimentering en geluk.

Soos Jackson verduidelik het nadat sy navorsing gedoen het: 'Romeine was gelukkig in die soort gesteente waarmee hulle moes werk. Hulle het opgemerk dat vulkaniese as sement gekweek het om die tuff te vervaardig. Ons het nie die gesteentes in baie van die wêreld nie, dus daar sal vervang moet word. ”

10. Die wetenskaplikes is nou besig om Romeinse beton te herskep met behulp van die pas ontdekte resep

Al weet ons miskien nie die presiese resep vir Romeinse beton nie, is die wetenskaplike gemeenskap dit eens dat dit oor die algemeen bestaan ​​uit 'n mengsel van vulkaniese as, kalk (kalsiumoksied), seewater en klonte vulkaniese gesteente.

Sedert hy navorsing gedoen het en haar bevindings gepubliseer het, werk Jackson saam met die geologiese ingenieur Tom Adams om 'n vervangingsresep te ontwikkel met behulp van materiaal uit die westelike VSA.

11. Dit het tyd nodig om sterker te word as moderne beton

Alhoewel Romeinse beton sterker is as tipiese moderne beton, ook bekend as Portland-beton, neem dit tyd om hierdie sterkte te ontwikkel, as gevolg van die proses wat in punt 8 uiteengesit word.

Om hierdie rede is dit miskien nie 'n lewensvatbare plaasvervanger vir die beton wat vandag gebruik word nie. Dit kan egter nuttig wees in sekere kontekste - soos hieronder beskryf.

12. 'n Wetenskaplike het aangevoer dat 'n groot nuwe seewand in die Verenigde Koninkryk van Romeinse beton gemaak moet word

Jackson het onlangs voorgestel dat 'n groot projek - 'n voorgestelde gety-strandmeer wat in Swansea, Verenigde Koninkryk, gebou moet word - uit Romeinse beton gebou moet word.

Die rede wat sy aangevoer het, is dat die strandmeer, wat beplan is om gebou te word om getykrag te benut, vir 120 jaar in werking sou moes wees om die projek se boukoste te verhaal.

"U kan u voorstel dat dit teen die tyd 'n massa korroderende staal sou wees soos ons nou bou," het Jackson verduidelik. Aan die ander kant kon die konstruksie mettertyd versterk word deur Romeinse beton te gebruik, wat beteken dat dit eeue lank kon bestaan.

13. Navorsing oor Romeinse beton gaan vandag voort

Alhoewel die navorsing van Jackson en ander baie vrae beantwoord het oor die eienskappe van Romeinse beton, is daar nog nie veel bekend oor hoe hierdie materiaal verander gedurende die lang tydperke wat dit oorleef het nie.

"Ek dink [die navorsing] open 'n heeltemal nuwe perspektief vir hoe beton gemaak kan word - dat wat ons beskou as korrosieprosesse eintlik uiters voordelige minerale sement kan produseer en kan lei tot volgehoue ​​veerkragtigheid, in werklikheid miskien die veerkragtigheid mettertyd verhoog," het Jackson gesê. verduidelik.

'Die Romeine was hieroor besorg. As ons in die see gaan bou, moet ons ook daaroor besorg wees. '

Vandag staan ​​daar nog tallose akwadukte, brûe, piere en ander ou geboue wat ons die langdurige nalatenskap van die antieke Romeinse ryk laat sien - en 'n ryk wat gebou is op die sterkste betonfondamente.


Kyk die video: Romeinse bouwkunst rondboog en beton (Mei 2021).