Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Найден секретный ингредиент, помогающий самовосстановлению древнеримского бетона

Найден секретный ингредиент, помогающий самовосстановлению древнеримского бетона
Если пренебрегать современным бетонным сооружением в течение нескольких десятилетий, оно начнет разваливаться, а сооружения, построенные древними римлянами, по-прежнему остаются прочными спустя 2000 лет. Инженеры нашли включение, которое помогает древним бетонным трещинам самозалечиваться, и показали, как можно воссоздать рецепт, чтобы новые здания служили дольше.


Бетон является наиболее часто используемым строительным материалом в мире, но он не невосприимчивым к повреждениям. Погода и нагрузки могут привести к крошечным трещинам, затем перерасти в гораздо более крупные трещины, которые в конечном итоге угрожают целостности всей конструкции. Это может потребовать дорогостоящего обслуживания или замены, чтобы предотвратить катастрофические разрушения.

Древнеримские постройки наоборот - выдержали испытание временем более двух тысячелетий. Чтобы выяснить, как это сделать, ученые долгое время исследовали образцы материала под микроскопом, чтобы изучить состав и выявить ингредиенты, придающие такую силу.

Особое место занимает пуццолановый материал, изготовленный из вулканического пепла из определенного региона Италии. То же самое относится и к извести, и в предыдущих исследованиях было обнаружено, что она помогает бетону со временем становиться прочнее в морской среде, такой как пирсы. Одно из распространенных включений - миллиметровые кусочки белого минерала, называемые известковыми обломками, - обычно игнорируются как побочный продукт, но в новом исследовании ученые обнаружили, что они могут быть там не просто так.

«Меня всегда беспокоила мысль о том, что присутствие обломков извести связано с низким контролем качества», — сказал Адмир Масич, ведущий автор исследования. «Если римляне приложили столько усилий для создания выдающегося строительного материала, следуя всем подробным рецептам, которые совершенствовались в течение многих веков, почему они приложили так мало усилий для обеспечения производства хорошо перемешанного конечного продукта? В этой истории должно быть что-то большее».

Команда использовала несколько методов визуализации и химического картирования для более тщательного изучения обломков извести и обнаружила, что они состоят из типов карбоната кальция, который образовался при высокой температуре. Это предполагало, что они были сделаны путем прямого добавления (или «горячего смешивания») негашеной извести, более реакционноспособной формы извести, чем форма, которую использовали древние римляне.

«Преимущества горячего смешивания двойственны», — сказал Масич. «Во-первых, когда весь бетон нагревается до высоких температур, это позволяет использовать химические вещества, которые были бы невозможны, если использовать только гашеную известь, производя связанные с высокой температурой соединения, которые иначе не образовались бы. Во-вторых, повышенная температура значительно сокращает время отверждения и схватывания, поскольку все реакции ускоряются, что позволяет значительно ускорить строительство».

Но что еще более важно, обломки извести играют активную роль в самовосстановлении бетона. Горячий процесс делает включения хрупкими, поэтому когда в бетоне образуются крошечные трещины, они, перемешиваясь, проходят через обломки извести легче, чем окружающий материал. Когда вода попадает в трещины, она вступает в реакцию с известью, образуя раствор, который снова превращается в карбонат кальция и закупоривает трещину. Он также может реагировать с пуццолановым материалом и дополнительно укреплять сам бетон.


Этот механизм самовосстановления может быть основным фактором долговечности древнеримских бетонных конструкций.

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи изготовили горячие образцы древнего и современного бетона, затем раскололи их и в течение длительного времени пропускали воду через трещины. Через две недели образец древнего бетона залечил свои трещины, блокируя сток воды. С другой стороны, современный материал вообще не восстанавливался.

По словам команды, открытие не только помогает понять секреты древней инженерии, но и может помочь улучшить современные рецепты бетона. С этой целью исследователи предпринимают шаги по коммерциализации материала.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

На недавно открытой экзопланете стоит поискать признаки жизни. Анализ, проведенный группой ученых, описывает планету, которая вращается вокруг красного карлика Wolf 1069 в обитаемой зоне.

В эту зону входят расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Кроме того, масса планеты Wolf 1069 b похожа на массу Земли. Весьма вероятно, что она представляет собой каменистую планету, которая также может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур. Ко...
04.02.23 09:28
0
1
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
0
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
0
Нити из нескольких материалов могут служить искусственными мышцами

Нити из нескольких материалов могут служить искусственными мышцами

Многокомпонентные 3D-принтеры уже существуют, нить, которую они создают, обычно представляет собой один материал в любой точке процесса печати. Новая система производит настоящие нити из нескольких материалов, и они могут похвастаться потенциально очень полезной спиральной конструкцией.

Экспериментальная установка была разработана командой Гарвардского университета под руководством профессора Дженнифер Льюис, профессора Дэвида Кларка и докторанта Натали Ларсон. Его печатающая головка состоит из четырех отдельных картриджей, каждый из которых может содержать разные «чернила» (фотоотверждаемый вязкий печатный материал). Все четыре картриджа подаются в одно сопло, которое выдавлива...
21.01.23 15:00
0
1
Умное устройство эффективно выделяет водород и литий из морской воды

Умное устройство эффективно выделяет водород и литий из морской воды

Китайские исследователи продемонстрировали электролизер для морской воды, который работает так же эффективно, как коммерческий электролизер для пресной воды, в течение нескольких месяцев подряд, не разъедая себя до смерти. Также эти машины могут собирать литий.

Одна из проблем с возобновляемым источником водорода заключается в том, что он использует пресную воду, а поскольку четверть населения мира уже сталкивается с острой нехваткой воды по крайней мере один месяц в году, пресная вода становится все более исчерпаемым и ценным ресурсом. Таким образом, технологии, которые могут электролизовать водород из обильной морской воды, покрывающей большую часть пл...
18.12.22 20:45
0
0
Новый материал на основе белка может выдерживать сверхзвуковые удары

Новый материал на основе белка может выдерживать сверхзвуковые удары

Поиск материалов для брони нового поколения регулярно приводит ученых в царство природы, где все, от раковин улиток до морских губок, вдохновляет на захватывающие возможности.

Исследователи из Кентского университета пошли по этому пути и разработали синтетические материалы на основе белков, способные выдерживать сверхзвуковые удары и которые, по их мнению, однажды найдут применение в военных и космических отраслях. Творение команды использует уникальные свойства белка в качестве отправной точки. Команда Кентского университета изучила естественные амортизирующие способн...
15.12.22 13:27
0