2017年7月5
罗马老普林尼作者在他的书“哲学的史学家”写在公元79年,指出混凝土结构在港口,公开反对的不断打击盐水波,成为“一个石头质量,坚不可摧的海浪和每天更强”。
ROMACONS钻井在港口海洋结构Cosanus,托斯卡纳,2003年。钻探是许可Soprintendenza Archeologia / la托斯卡尼。(图片来源:j·p·奥尔森)
这不是一个误传。虽然现在的海洋混凝土结构崩溃的几十年,2000岁的罗马防波堤和皮尔斯仍完整的这一天,和今天比初建时更强。地质学家玛丽·杰克逊从犹他大学研究微尺度结构和矿物质罗马混凝土以同样的方式作为火山岩她会。她和她的同事发现,海水过滤通过联锁矿物的生长的具体成果,提供具体的额外的凝聚力。研究的结果发表在美国矿物学家。
罗马水泥与硅酸盐水泥
罗马人创造了混凝土与海水混合火山灰和石灰砂浆,然后添加块火山岩成砂浆作为混凝土的“聚合”。生石灰的结合、水和火山灰产生的火山灰反应,波佐利的城市命名的那不勒斯湾。罗马人可能得到的想法从自然混合这巩固了火山灰沉积物称为凝灰岩,通常发现在该地区,普林尼描述。
conglomerate-like混凝土被用于多种建筑结构,包括图拉真市场和在罗马万神殿。巨大的海洋结构保护海洋,宽作为锚地的港口仓库和船只。
现代的硅酸盐水泥混凝土也使用岩石骨料,但关键的变化:砾石颗粒和沙子是惰性。欧洲杯猜球平台与水泥粘贴任何反应可能导致凝胶的形成,扩大和打破混凝土。
这alkali-silica反应发生在整个世界,这是破坏的主要原因之一的硅酸盐水泥混凝土结构。
玛丽·杰克逊,地质学家,犹他大学
重新发现罗马混凝土
在杰克逊的安息年在罗马,罗马混凝土开始她的兴趣。她最初对凝灰岩,然后探索火山灰存款,很快成为沉迷于他们的角色在罗马混凝土生产特别坚固。
杰克逊和她的同事们开始检查的因素使得建筑混凝土在罗马这么强大。她说,一个因素是,矿物共生骨料和砂浆阻止裂缝扩展,而无电抗在波特兰水泥骨料的表面只有援助裂缝进一步传播。
在另一个研究执行的钻罗马港的核心混凝土ROMACONS项目在2002 - 2009年,杰克逊和她的同事们发现了一个非常罕见的矿物,铝托勃莫来石(Al-tobermorite)海洋灰浆。矿物晶体中形成石灰颗粒通过火山灰反应适度升高温度。欧洲杯猜球平台杰克逊Al-tobermorite惊讶的存在。”很难做。”她说的矿物。在实验室合成它的要求升高温度和结果只有少量。
海水腐蚀
新研究中,杰克逊和其他研究人员回顾了ROMACONS钻芯,学习使用各种技术,包括microfluorescence和微衍射分析先进光源beamline 12.3.2在劳伦斯伯克利国家实验室。他们得知Al-tobermorite和一个关联的沸石矿物,钙十字沸石,浮石颗粒和孔隙胶结形成矩阵。欧洲杯猜球平台从早期的研究,团队意识到罗马的火山灰固化过程具体是短暂的。必须有一些其他因素导致了矿物质形成在低温下长期在混凝土硬化。
没有人产生水化硅酸钙在20摄氏度。哦,除了罗马人!作为地质学家,我们知道岩石的变化。改变地球材料是一个常数。欧洲杯足球竞彩所以如何改变影响罗马结构的耐久性?
玛丽·杰克逊,地质学家,犹他大学
研究小组得出的结论是,当海水渗透到混凝土码头、防波堤、溶解部分的火山灰,允许新的矿产开发的碱性浸出液,主要是钙十字沸石和Al-tobermorite。这个Al-tobermorite包含一种成分,类似于在火山岩形成的晶体。水晶是片状,加强巩固矩阵。联锁板提高混凝土的抗脆断。
杰克逊解释说,这个corrosion-like过程通常是一个负面的先进材料,”欧洲杯足球竞彩我们看一个相反的系统都不希望在水泥基混凝土,“她说。杰克逊还补充说,“我们正在寻找一个系统,在开放与海水化学交换。”
现代罗马混凝土
鉴于罗马混凝土的耐寒性的好处,为什么不使用更频繁,尤其是硅酸盐水泥制造创造了大量二氧化碳的排放?
“配方是完全失去了,”杰克逊说。她已经全面研究古罗马文本,但尚未发现精确的海洋混合砂浆的技术,完全重建的混凝土。
罗马人幸运的摇滚他们的类型。他们观察到火山灰水泥生产凝灰岩。我们没有这些岩石在世界上很多,所以必须替换。
玛丽·杰克逊,地质学家,犹他大学
她目前正在与地质工程师汤姆亚当斯更换食谱,但是,使用的材料从美国西部她收集的实验中使用的海水杰克逊从伯克利,加州,码头。欧洲杯足球竞彩
罗马混凝土需要时间从海水形成强度,抗压强度和功能低于普通硅酸盐水泥。对于这些原因,怀疑罗马混凝土可能成为普遍,但在特定情况下可能是有益的。
杰克逊最近体重在潮汐泻湖计划建立在斯旺西,英国利用潮汐能。她说,泻湖将经营了一个世纪恢复建设费用,“你可以想象,我们现在构建的方式,这将是一个质量腐蚀钢。”罗马混凝土原型,相比之下,可能呆的几个世纪。
杰克逊说,虽然研究人员发现一些问题的答案关于砂浆混凝土的长期化学反应聚合材料尚未研究。欧洲杯足球竞彩她打算追求普林尼和其他罗马学者的研究工作曾努力发现他们具体的奥秘,“罗马人关心这个,”杰克逊说。她补充说,“如果我们要建立在海上,我们也应该关心它。”
海水加强罗马混凝土如何