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:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Подводные вулканы способны обогреть целые континенты 02.05.2021 Потоки горячей воды и пепла, возникающие в ходе извержений на дне океана, обеспечивают теплообмен между ним и земной корой. Новое исследование двух математиков из университета Лиддса оценило масштаб выбросов тепла в ходе глубоководных вулканических извержений. Взяв в качестве отправной точки мощность вулканических отложений на дне океана, и создав математическую модель их переноса, исследователи показали, что извержения вулканов в течение короткого времени высвобождают энергию, эквивалентную годовому энергопотреблению на всей территории США, а что возникающие при этом горячие потоки существенно влияют на температуру океанских глубин, заметно нагревая их. При этом, большая часть вулканической активности Земли происходит не на суше, а под водой, в основном, на глубине нескольких километров. Но, в отличие от наземных вулканов, эти извержение бывает чрезвычайно сложно даже обнаружить. Как следствие, интенсивность подводного вулканизма и его влияния на Мировой океан в масштабах планеты остаются недооцененными и практически неисследованными. Между тем, оно огромно - так, в 2019 году рождение подводного вулкана в Индийском океане вызвало серию землетрясений, которые ощущались по всему миру.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025