Nhiều kỳ quan của thế giới cổ đại gắn liền với bàn tay và khối óc của người La Mã, chẳng hạn như đền Pantheon và Đấu trường La Mã. Dù đã hơn 2.000 năm tuổi, trải qua biết bao lần thiên tai, thời tiết, chiến tranh, phá hoại… chúng vẫn trường tồn cùng thời gian.
Những bức tường bê tông mà bạn chạm vào ngày nay cũng chính là những bức tường mà người La Mã đã xây dựng cách đây hai thiên niên kỷ. Chưa hết, mái vòm của Pantheon vẫn là mái vòm không được hỗ trợ lớn nhất trên thế giới.
Pantheon có mái vòm không được hỗ trợ lớn nhất thế giới.
Thật không may, có vẻ như bí mật về sức mạnh của bê tông La Mã đã bị mất. Mãi đến gần đây, một nhóm các nhà khoa học đến từ Mỹ, Thụy Sĩ và Ý đã cùng nhau giải mã thành công bí mật đó. Công trình nghiên cứu này đã kéo dài hàng chục năm bởi nhiều nhóm nghiên cứu tò mò hoặc muốn ứng dụng “công nghệ” xây dựng của người La Mã vào những công trình cần độ bền cao như bến tàu, cống rãnh hay trong các lĩnh vực khác. khu vực dễ xảy ra động đất.
Họ đã phân tích các mẫu lấy từ một bức tường thành tại địa điểm khảo cổ Privernum, miền trung nước Ý, có thành phần tương tự như các loại bê tông khác được tìm thấy khắp La Mã cổ đại.
Họ phát hiện ra rằng các khối màu trắng trong bê tông, được gọi là cục vôi, giúp bê tông có khả năng tự hàn gắn các vết nứt hình thành theo thời gian. Các khối màu trắng trước đây bị bỏ qua vì được cho là kết quả của việc trộn bê tông bất cẩn hoặc nguyên liệu thô kém chất lượng.
Khám phá mới có thể làm cho việc sản xuất bê tông ngày nay trở nên bền vững hơn, có khả năng làm rung chuyển xã hội loài người như người La Mã đã làm.
“Bê tông cho phép người La Mã có một cuộc cách mạng kiến trúc,” giáo sư MIT Admir Masic cho biết trong nghiên cứu. “Người La Mã đã có thể tạo ra và biến các thành phố thành một nơi tuyệt đẹp và phi thường để sinh sống. Và cuộc cách mạng đó đã thay đổi hoàn toàn cách sống của con người.”
Cách đá vôi làm cho bê tông La Mã trở nên chắc khỏe: Khả năng tự chữa lành độc đáo
Bê tông thực chất là đá nhân tạo, được hình thành bằng cách trộn xi măng – chất kết dính thường được làm từ đá vôi, cốt liệu mịn (cát mịn hoặc đá dăm) và cốt liệu thô (sỏi hoặc đá dăm). ), cùng với nước.
Theo Masic, các văn bản La Mã đã đề xuất việc sử dụng vôi tôi (khi vôi được kết hợp với nước trước khi trộn) trong chất kết dính, và đó là lý do tại sao các học giả nghĩ rằng đây là cách để bê tông hóa. Các tông màu La Mã đã được tạo ra.
Với nghiên cứu sâu hơn, các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng các cục vôi trắng phát sinh từ việc sử dụng vôi sống (canxi oxit) – dạng đá vôi khô, phản ứng mạnh nhất và nguy hiểm nhất – khi trộn bê tông chứ không phải bê tông. vôi tôi phải được thêm vào.
Cấu trúc hiển vi của một mảnh bê tông La Mã cổ đại. Màu đỏ là canxi nguyên tố, màu xanh lam là silicon và màu xanh lá cây là nhôm. Phần lớn màu đỏ ở phần dưới là một mảng đá vôi giàu canxi chịu trách nhiệm về tính năng tự phục hồi của bê tông La Mã.
Phân tích bổ sung về bê tông cho thấy rằng các lớp vôi hình thành ở nhiệt độ khắc nghiệt do sử dụng vôi sống và “trộn nóng” là chìa khóa tạo nên đặc tính bền bỉ của bê tông.
Masic cho biết trong một thông cáo báo chí: “Lợi ích của việc trộn nóng là mũi tên trúng hai mục tiêu. nếu bạn chỉ sử dụng vôi tôi, các hợp chất liên quan sẽ không được hình thành nếu không nhiệt độ cao sẽ không hình thành. Thứ hai, nhiệt độ tăng này làm giảm đáng kể quá trình đóng rắn và đông kết vì tất cả các phản ứng đều được tăng tốc, cho phép quá trình xây dựng diễn ra nhanh hơn nhiều.”
Để điều tra xem liệu các cục đá vôi có phải là nguyên nhân khiến bê tông La Mã có khả năng tự phục hồi hay không, nhóm đã tiến hành một thí nghiệm.
Họ đã làm hai mẫu bê tông, một mẫu theo công thức của người La Mã và mẫu còn lại được làm theo tiêu chuẩn hiện đại, rồi cố tình làm nứt chúng. Sau hai tuần, nước không thể chảy qua khối bê tông làm theo công thức La Mã, trong khi nó chảy thẳng qua khối bê tông làm không vôi theo cách hiện đại.
Phát hiện của họ cho thấy các khối đá vôi có thể hòa tan thành các vết nứt và kết tinh lại sau khi tiếp xúc với nước, chữa lành các vết nứt do thời tiết tạo ra trước khi chúng lan rộng. Các nhà nghiên cứu cho biết khả năng tự phục hồi này có thể mở đường cho việc sản xuất bê tông hiện đại lâu dài hơn và do đó bền vững hơn.
Theo nghiên cứu, một động thái như vậy sẽ làm giảm lượng khí thải carbon của bê tông, chiếm tới 8% lượng khí thải nhà kính toàn cầu.
Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu cho rằng tro núi lửa từ khu vực Pozzuoli, trên Vịnh Naples, là thứ khiến bê tông La Mã trở nên chắc chắn như vậy. Tro này được vận chuyển khắp Đế chế La Mã rộng lớn để sử dụng trong xây dựng, và đã được các kiến trúc sư và nhà sử học thời đó mô tả là nguyên liệu chính để sản xuất bê tông.
Masic nói rằng cả tro và đá vôi đều quan trọng, nhưng đá vôi đã bị bỏ qua trong các nghiên cứu trước đây.
