PERQUÉ LO BETON ROMAN ÈRA AUTAN DURADÍS ?

Los ancians romans qu’èran mèstes de l’engenheria, bastint vastes hialats de rotas, d’aqüaductes, de pòrts e de bastiments massius, dont los vestigis an suberviscut pendent dus millenaris. Hèra d’aqueras estructuras que son estadas bastidas dab beton : lo celèbre Panteon de Roma, qui possedeish lo mei gran dòma de beton non armat deu monde e qu’ei estat consacrat en 128 après J.-C., qu’ei tostemps intacte, e daubuns ancians aqüaductes romans que horneishen enqüèra aiga a Roma uei. Mentretant, de nombrosas estructuras modèrnas de beton que’s son ahondradas après quauquas decennias .

Los cercaires qu’an passat decennias a ensajar de descobrir lo secret d’aqueth ancian materiau de construccion ultradurable, en particular dens las estructuras qui an endurat de las condicions particularament dificilas, talas com los cais, los canèrs e las estancas, o aqueras bastidas dens endrets sismicament actius.

Uei, ua equipa de cercaires deu MIT, de l’Universitat de Harvard e de laboratòris en Itàlia e en Soïssa qu’a hèit progrès dens aqueth maine, descobrint d’ancianas estrategias de fabricacion de beton qui incorporavan mantua foncionalitat clau d’auto-garison. Los resultats que son publicats dens la revista Sciences Advances, dens un article deu professor d’engenharia civiu e environamentau deu MIT Admir Masice e de l’anciana doctoranta Linda Seymour.

Pendent nombrosas annadas, los cercaires qu’an supausat que la clau de la durabilitat deu beton antic pausava sus un ingredient : un materiau pozzuolanic tau com la cendre volcanica de la region de Pozzuoli, sus la baia de Nàpols. Aqueth tipe especific de cendre qu’ei quitament estat expedit dens tot lo vaste empèri roman entà èste utilizat dens la construccion, e qu’ei estat descrivut com un ingredient clau deu beton dens los racontes deus arquitèctes e deus istorians de l’epòca.

En examinant en mei près, aqueths escantilhs ancians que contienen egaument petitas caracteristicas mineraus blancas brilhantas distintivas a l’escala millimetrica, qui son despuish longtemps reconeishudas com un compausant omnipresent deus betons romans. Aqueths tròç blancs, sovent aperats “clastes de caucias”, que provienen de la caucia, un aute compausant clau de l’anciana mescla de beton. “Desempuish qu’èi començat de tribalhar dab lo beton de la Roma antica, que soi tostemps estada fascinat per aqueras caracteristicas”, que declara Masic. “Aquestes ne’s tròban pas dens las formulacions de beton modèrnes, alavetz perqué son presents dens aqueths materiaus ancians?”

Abans ignoradas com ua simpla pròva de practicas de mescla sabradas o de matèrias prumèras de maishanta qualitat, l’estudi navèth que suggereish qu’aqueths minuscules clastes de caucias qu’an balhat au beton ua capacitat d’auto-garison abans non reconeguda. “l’idèa qui la preséncia d’aqueras clastas de caucias èra simplament atribuïda a un contròle de qualitat mediòcra que m’a tostemps destorbat”, qu’explica Masic . “Si los romans an desplegat tant d’esfòrç entà fabricar un materiau de construccion excepcionau, en seguint totas las recèptas detalhadas qui èran estadas optimizadas pendent nombrós sègles, perqué aurén desplegat autan drin d’esfòrç entà assegurar la produccion d’un produit finau plan mesclat ? Qu’i deu aver mei ad aquera istòria.”

Un materiau complèxe

Après ua caracterizacion mei intensa d’aqueras clastes de caucias, dab l’ajuda de tecnicas d’imatgeria multi-escalas a hauta resolucion e de cartografia quimica metudas au punt dens lo laboratòri de recèrca de Masic, los cercaires qu’an aquerit de navèras coneishenças sus la foncionalitat potenciau d’aqueras clastas de caucias.

Istoricament, que s’avèva supausat que quan la caucia èra incorporada dens lo beton roman, qu’èra purmèr combinada dab aiga entà formar un materiau pastós hautament reactiu, dens un procediment conegut dab lo nom d’extincion. Mes aqueth procediment ne podèva pas ad eth sol explicar la preséncia de las clastas de caucias. Masic que s’ei demandat : « Qu’èra possible que los romans ajan efectivament utilizat dirèctament la caucia devath la soa fòrma mei reactiva, coneguda dab lo nom de caucia viva ?

En estudiant escantilhs d’aqueth ancian beton, eth e la soa equipa qu’an determinat que las inclusions blancas èran en efèit constituïdas de divèrsas fòrmas de carbonat de calci. E l’examen espectroscopic qu’a hornit indicis qu’aquestes èran estats formats a temperaturas extrèmas, com se s’i podèva esperar reaccion exotermica produsida en utilizant caucia viva a la plaça o en mei de la caucia atudada dens la mescla. La mescla a caud, qu’a concludit l’equipa, qu’èra, en hèit, la clau de la natura genhèc duradissa.

“Los avantatges de la mescla a caud que son dobles”, qu’explica Masic . “Prumèr, quan l’ensemble deu beton ei cauhat a temperaturas hautas, aquò que permet quimias qui son pas possiblas si utilizàvatz pas que caucia atudada, produsint compausats associats a hauta temperatura qui’s formarén pas autament. Dusaument, aquera temperatura acreishuda redusit considerablament l’endurciment e la presa, puishque totas las reaccions son acceleradas, permetent ua construccion hèra mei rapida.”

Pendent lo procediment de mescla a caud, los clastes de caucias que desvolòpan ua arquitectura nanoparticulara fragila, creant ua hont de calci aisidament fracturada e reactiva, qui, com l’a prepausat l’equipa, que poiré hornir ua foncionalitat d’auto-garison essenciau. Autanlèu que de minusculas henalhas començan de’s formar dens lo beton, que pòden preferenciaument traversar las clastas calcàrias de grana susfàcia. Aqueth materiau que pòt alavetz reagir dab l’aiga, creant ua solucion saturada de calci, qui pòt recristallisar devath fòrma de carbonat de calci e plear lèu la henalha, o reagir dab materiaus pouzzolanics entà ahortir mei lo materiau composit. Aqueras reaccions que’s produseishen espontanèament e que cicatrizan donc automaticament las henalhas abans que’s propaguen pas. Un sostien anterior ad aquera ipotèsi qu’ei estat trobat gràcias a l’examen d’autes escantilhs de beton romans qui presentavan henalhas complidas de calcita.

Entà provar qu’èra plan lo mecanisme responsable de la durabilitat deu beton roman, l’equipa qu’a produsit escantilhs de beton mesclat a caud qui incorporavan au còp formulacions ancianas e modèrnas, que’us an deliberadament henalhadas, puish an hèit colar de l’aiga per las henalhas. Efectivament : en duas setmanas, las henalhas qu’èran completament cicatrizadas e l’aiga ne podèva pas mei colar. Un tròç de beton identic fabricat shens caucia viva n’a pas jamei cicatrizat e l’aiga qu’a contunhat a colar per l’escantilh. En seguit d’aqueths tèstes escaduts, l’equipa que tribalha a la comercializacion d’aqueth materiau cimentaire modificat.

“Qu’ei excitant de pensar a la faiçon dont aqueras formulacions de beton mei duradís poirén non solament perlongar la durada de vita d’aqueths materiaus, mes tanben com poirén melhorar la durabilitat de las formulacions de beton imprimidas en 3D”, que declara Masic .

Gràcias a la durada de vita foncionau perlongada e au desvolopament de cofratges de beton mei leugèrs, s’espèra qu’aqueths esfòrç poiràn contribuar a redusir l’impacte environamentau de la produccion de ciment, qui representa actuaument haut o baish 8 % de las emissions mondiaus de gas d’efèit de sèrra. Dab autas formulacions navèras, com lo beton capable d’absorbir lo dioxid de carbòni de l’aire, un aute èish de recèrca actuau deu laboratòri Masic, aqueths melhoraments que poirén contribuar a redusir l’impacte climatic globau deu beton.

La Redaccion