به گزارش مجله خبری نگار،خواص این بتن به طور کلی به مواد تشکیل دهنده آن نسبت داده میشود. پوزولانا، مخلوطی از خاکستر آتشفشانی که نام آن از شهر ایتالیایی Pozzuoli، جایی که ذخایر قابل توجهی از آن خاکستر و آهک یافت میشود، گرفته شده است. هنگامی که این دو ماده با آب مخلوط میشوند، میتوانند برای تولید بتن قوی واکنش نشان دهند.
اما این، تمام ماجرا نیست. یک تیم بین المللی از محققان به رهبری موسسه فناوری ماساچوست (MIT) دریافتند که نه تنها مواد کمی متفاوت از آن چیزی است که پیشتر فکر میکردیم، بلکه تکنیکهای استفاده شده برای مخلوط کردن آنها نیز متفاوت است.
پوکههای خاکستر و سفید آهک را میتوان در بتنهایی که به نظر میرسد به خوبی مخلوط شده است، پیدا کرد. وجود این تکهها قبلاً به دلیل اختلاط یا مواد ضعیف نسبت داده میشد، اما برای ادمیر ماسیچ (Admir Masic) دانشمند مواد از موسسه فناوری ماساچوست، منطقی نبود.
ماسیچ در بیانیهای گفت: این ایده که وجود این کلاسههای آهکی صرفاً به کنترل کیفیت پایین نسبت داده میشود، همیشه مرا آزار میداد. اگر رومیها تلاش زیادی برای ساختن یک مصالح ساختمانی برجسته انجام میدهند، با پیروی از تمام دستور العملهای دقیق که در طول قرنها بهینه سازی شده اند، چرا تلاش کمی برای اطمینان از تولید یک محصول نهایی خوب انجام داده اند؛ بنابراین من معتقدم بخشی از ماجرا درک نشده است.
ماسیچ و تیم تحقیقاتی به رهبری لیندا سیمور، نمونههای ۲۰۰۰ ساله بتن رومی را از سایت باستان شناسی Privernum در ایتالیا به دقت مورد مطالعه قرار دادند. این نمونهها تحت میکروسکوپ الکترونی روبشی بزرگ و طیفسنجی پرتو ایکس پراکنده انرژی، پراش پرتو ایکس پودری و تصویربرداری رامان کانفوکال قرار گرفتند تا درک بهتری از کلاسهای آهک به دست آورند.
یکی از سوالاتی که در ذهن وجود داشت، ماهیت آهک مورد استفاده بود. درک استاندارد از بتن پوزولانی این است که در آن از آهک کند شده استفاده میشود. ابتدا سنگ آهک در دماهای بالا گرم میشود تا پودر سوزاننده بسیار واکنش پذیری به نام آهک زنده یا اکسید کلسیم تولید شود.
مخلوط کردن آهک زنده با آب باعث تولید آهک خشک یا هیدروکسید کلسیم میشود: خمیری با واکنشپذیری کمتر، خمیر سوزآور کمتر. بر اساس تئوری، این آهک خشک شده بود که رومیان باستان با پوزولانا مخلوط کردند.
بر اساس آنالیز این تیم، کلاستهای آهکی در نمونههای آنها با این روش سازگار نیست. در عوض، بتن رومی احتمالاً از اختلاط مستقیم آهک زنده با پوزولانا و آب در دمای بسیار بالا، به خودی خود یا علاوه بر آهک خشک شده ساخته شده است، فرآیندی که تیم پژوهشی آن را اختلاط داغ مینامد که منجر به ایجاد کلاسههای آهک میشود.
ماسیچ در این باره گفت: فواید اختلاط گرم دوچندان است. اول، هنگامی که بتن تا دماهای بالا گرم میشود، ترکیبات شیمیایی با استفاده از آهک خشک شده امکان پذیر نیست و ترکیبات مرتبط با دمای بالا تولید میشود که در غیر این صورت تشکیل نمیشدند. از آنجایی که تمام واکنشها تسریع میشوند و امکان ساخت بسیار سریعتر را فراهم میکنند. این اتفاق یک فایده دیگر نیز دارد: آهک به بتن توانایی خوددرمانی قابل توجهی میدهد.