Секрет прочности древнеримского бетона

09.07.2017

Мари Джексон (Marie D. Jackson) из Университета штата Юта, США, и ее коллеги из различных американских, итальянских и китайских научных заведений, нашли ответ на вопрос, почему современный бетон, используемый повсеместно, от дорог до зданий до мостов, может разрушиться всего за 50 лет, зато спустя тысячи лет после того, как Римская империя рухнула, ее бетонные сооружения все еще стоят. Выяснилось, что дело в особом ингредиенте, который со временем делает материал прочнее, а не слабее.

Ученые начали поиск с древнего рецепта раствора, описанного римским инженером Марком Витрувием в 30 г. до н.э. Его инструкция требует составить смесь из вулканического пепла, извести и морской воды, добавить туда измельченные вулканические породы и поместить в деревянную форму, которую затем следует погрузить опять же в морскую воду.

В истории известно немало указаний на долговечность римского бетона, включая загадочную записку, написанную в 79 г. до н.э., описывающую бетон, подвергнутый воздействию морской воды, как "единую каменную массу, неприступную для волн и крепчающую с каждым днем". Что это значит?

Чтобы выяснить это, исследователи изучили шурфы, сделанные в древнеримской гавани в заливе Поццуоли неподалеку от Неаполя, Италия. Когда они проанализировали полученный материал, оказалось, что морская вода растворила компоненты вулканического пепла, что позволило сформироваться новым связывающим минералам. В течение десятилетия в бетоне образовался очень редкий гидротермальный минерал, известный как алюминий-тоберморит. Сам по себе факт, что он придает прочности бетону давно известно, его можно получить в лаборатории - и очень сложно включить в бетон.

Исследователи выяснили, что когда морская вода просачивается через цементную матрицу, она реагирует с вулканическим пеплом и кристаллами с образованием Al-тоберморита и пористого минерала, называемого филлипситом.

Впрочем, едва ли в ближайшее время человечество получит более прочные пирсы и волноломы, потому что оба эти минерала формируются столетиями, чтобы укрепить бетон. Так что современные ученые придется разработать технологию производства современной версии древнеримского цемента.

<< Назад: Смартфоны оглупляют 10.07.2017

>> Вперед: Автобус, работающий на муравьиной кислоте 09.07.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Летающая электростанция S2000 07.03.2026

Развитие возобновляемой энергетики заставляет инженеров искать новые способы использования природных ресурсов. Одним из самых перспективных направлений остается ветровая энергия, однако традиционные наземные турбины имеют ряд ограничений. Их мощность зависит от условий у поверхности земли, а для установки таких установок требуется значительное пространство. Поэтому исследователи все чаще обращают внимание на более высокие слои атмосферы, где воздушные потоки значительно сильнее и стабильнее. Именно эту идею воплощает экспериментальная система S2000 - первая в мире летающая электростанция, предназначенная для выработки электроэнергии на большой высоте. Недавно в китайской провинции Сычуань был зафиксирован подъем необычного аппарата, внешне напоминающего дирижабль из научно-фантастических фильмов. На самом деле это высокотехнологичная энергетическая установка, способная улавливать энергию ветра примерно на высоте двух километров. Испытания проводились в городе Ибинь. Там инженеры ...>>

Газированная вода помогает поддерживать концентрацию геймеров 06.03.2026

Современный киберспорт требует от игроков не только быстрой реакции, но и способности долго сохранять высокий уровень концентрации. Во время продолжительных игровых сессий мозг испытывает значительную когнитивную нагрузку, что со временем приводит к утомлению и снижению точности принимаемых решений. Поэтому исследователи все чаще изучают способы поддержания внимания без использования сильных стимуляторов, таких как кофеин или сахар. Как выяснила команда ученызх в составе Шиона Такахаши, Ватара Косуги, Сейичи Мизуно и Такаши Мацуи, неожиданным помощником в поддержании концентрации может оказаться обычная несладкая газированная вода. Результаты их исследования показали, что сильно карбонизированная вода способна помогать геймерам сохранять ментальный фокус во время длительных игровых сессий. Примерно через три часа непрерывной игры у многих участников начинает проявляться так называемая когнитивная усталость. Она выражается в замедлении реакции, снижении точности решений и общем ос ...>>

Случайная новость из Архива Крепкие строительные блоки из водорослей 12.10.2023 Архитектурное бюро Skidmore, Owings & Merrill (SOM) в сотрудничестве с Prometheus Materials представили инновационные строительные блоки, основанные на водорослях, превосходящие бетон в экологической устойчивости. Известно, что около 10% мировых выбросов углекислого газа связано с производством бетона и стали. Прототип SOM, получивший название "Спираль", был представлен на архитектурном биеннале в Чикаго в 2023 году. Эта структура впечатляет своей простой формой и состоит из биоблоков, созданных Prometheus Materials, молодой компанией, вышедшей из исследовательской программы Колорадо Университета в США. Блоки формируются с использованием микроскопических водорослей, обитающих в природе и способных абсорбировать углерод. При воздействии солнечного света, воды и CO2 они порождают материал, аналогичный карбонату кальция, образующемуся в коралловых рифах. При смешивании с особым наполнителем создается экологически чистый строительный материал с нулевыми выбросами углерода. Физические и термические свойства этого материала аналогичны стандартным бетонным блокам на основе портландцемента, который представляет собой гидравлическое вяжущее вещество, создаваемое молением цементного клинкера, гипса и добавок, где преобладают силикаты кальция. Такой цемент широко используется в строительстве в различных странах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026