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:

Курение отупляет 02.12.2024

Курение давно известно как фактор риска для множества заболеваний, но его влияние на умственные способности исследуется относительно недавно. Группа ученых из Университета штата Огайо провела масштабное исследование, результаты которого показали: курение связано с ухудшением когнитивных функций, особенно в среднем возрасте. В рамках работы исследователи проанализировали данные 136 тысяч человек старше 45 лет. Участники исследования были разделены на группы: активные курильщики и те, кто бросил курить недавно. Основной задачей было изучить, как их привычка влияет на здоровье мозга. Наиболее заметная связь между курением и ухудшением когнитивных способностей была обнаружена в возрастной группе от 45 до 59 лет. Ученые подчеркивают, что отказ от курения в этом возрасте может принести значительную пользу не только физическому, но и ментальному здоровью. Помимо снижения рисков сердечно-сосудистых и дыхательных заболеваний, прекращение курения может сохранить умственные способности, так ...>>

Технология точного распыления Greeneye Technology 02.12.2024

Израильская компания Greeneye Technology разработала уникальную систему точного распыления, основанную на искусственном интеллекте. Эта технология уже продемонстрировала впечатляющие результаты в США и готовится к первым испытаниям на австралийских полях. Основной особенностью технологии Greeneye является возможность точного распыления гербицидов исключительно на сорняки. Это решение позволило сократить использование остатков гербицидов в среднем на 87%, что снижает затраты фермеров и минимизирует экологический вред. Перенос этой технологии в Австралию станет важным шагом к повышению эффективности сельского хозяйства в регионе. Для продвижения технологии в Австралии Greeneye Technology сотрудничает с компанией Croplands, базирующейся в Аделаиде. Croplands, имея сильное региональное присутствие, уже давно зарекомендовала себя в области продажи и обслуживания систем точного опрыскивания. Финансовую поддержку проекту оказывает Grains Research and Development Corporation, что подчерк ...>>

Раковые клетки погибают в невесомости 01.12.2024

Исследователи из Сиднейского технологического института (Австралия) выяснили, что микрогравитация губительна для раковых клеток. В условиях, имитирующих невесомость, погибает до 90% злокачественных клеток - и это без применения лекарств. Для изучения этого явления ученые построили микрогравитационный стимулятор - специальное устройство, воспроизводящее условия невесомости. В этом аппарате они размещали культуры клеток различных видов рака, включая опухоли яичников, молочной железы, носа и легких. Через 24 часа результаты превзошли ожидания: от 80% до 90% раковых клеток подверглись гибели. Примечательно, что микрогравитация практически не оказывала аналогичного разрушительного эффекта на здоровые клетки. Несмотря на впечатляющие результаты, механизм, объясняющий, почему раковые клетки так чувствительны к микрогравитации, пока остается загадкой. Известно, что недостаток гравитации вызывает серьезные изменения в человеческом организме, например, снижение костной массы у космонавт ...>>

Скоростная зарядка для литий-ионных батарей электромобилей 01.12.2024

Исследователи из Университета Ватерлоо представили усовершенствованную литий-ионную батарею, которая позволяет заряжать электромобили с 0% до 80% всего за 15 минут. Это открытие может значительно изменить восприятие электротранспорта и его доступность. Сегодня даже станции быстрой зарядки требуют около часа, чтобы зарядить аккумулятор электромобиля. Это становится барьером для многих потребителей, привыкших к удобству традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Цель ученых из Ватерлоо - сократить время зарядки в четыре раза, что сделает использование электротранспорта гораздо удобнее. Ключ к успеху новой технологии лежит в усовершенствовании анодов литий-ионных аккумуляторов. Исследователи использовали модернизированный графит с повышенной электропроводностью. Эта модификация не только ускоряет процесс зарядки, но и увеличивает срок службы батареи. Разработанная модель аккумулятора способна выдерживать до 800 циклов зарядки без значительного ухудшения характерист ...>>

Активация забытых воспоминаний 30.11.2024

Память человека - это не просто хранилище событий и фактов, но и сложный механизм, который позволяет нам восстанавливать доступ к давно пережитой информации. Недавние исследования ученых проливают свет на удивительные процессы, связанные с возвращением "утраченных" воспоминаний. Международная команда исследователей провела эксперимент с участием грызунов, чтобы понять, как формируются и активируются ассоциативные воспоминания. Животных научили связывать нейтральный стимул, например, звук звонка, с неприятным воздействием - легким ударом по лапе. После нескольких повторений грызуны начинали заранее ожидать удара, как только слышали звонок. Далее, с помощью метода оптогенетической стимуляции, ученые активировали нервные клетки, ответственные за эту ассоциацию. Это привело к тому, что даже без звонка или удара животные демонстрировали поведение, указывающее на восстановление связи между стимулом и воздействием. Схожие механизмы можно наблюдать у людей. Часто мы сталкиваемся с фен ...>>

Случайная новость из Архива Флуоресцентное свечение для поиска внеземной жизни 14.08.2019 Астрономы из Корнелльского университета (США) открыли новый способ поиска жизни в космосе: скрытые биосферы можно будет обнаружить с помощью резких вспышек ультрафиолетового излучения от красных карликов. Раньше считалось, что эти вспышки разрушают жизнь на поверхностях планет, вращающихся вокруг звезд. Новые же исследования показывают, что УФ-излучение, напротив, может вызвать биофлуоресценцию, которая станет "подписью" жизни на экзопланетах. На Земле есть организмы, которые светятся в темноте благодаря биофлуоресценции, - например, некоторые глубоководные рыбы, подводные кораллы. Последние используют биофлуоресценцию как солнцезащитный крем: их флуоресцентные белки поглощают вредные ультрафиолетовые лучи Солнца и в ответ испускают красивое сияние - уже на безопасных длинах волн. Ученые предположили, что такие формы жизни могут существовать и в других мирах. Астрономы в целом согласны с тем, что большая часть экзопланет - планет, которые находятся за пределами Солнечной системы и вращаются вокруг других звезд, - расположены в обитаемой зоне красных карликов M-типа, самой многочисленной группы звезд во Вселенной. Звезды М-типа часто вспыхивают, и когда их ультрафиолетовые вспышки достигают планет, биофлуоресценция может окрашивать эти миры в красивые цвета. Такая яркая "подпись" жизни, вспыхивающая на время, - хорошая мишень для поиска. Астрономы использовали характеристики излучения обычных коралловых флуоресцентных пигментов с Земли, чтобы создать модели спектра и цветов для планет, вращающихся вокруг активных М-звезд, чтобы имитировать силу сигнала и понять, можно ли с его помощью обнаружить жизнь. Если "светящиеся экзопланеты" действительно существуют, то их можно будет легко обнаружить с помощью наземных и космических телескопов следующего поколения. И ждать остается совсем недолго: подобные телескопы появятся в ближайшие 10-20 лет.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024