صناعة

13 سببًا نعرف لماذا الخرسانة الرومانية أقوى من نظيرتها الحديثة

13 سببًا نعرف لماذا الخرسانة الرومانية أقوى من نظيرتها الحديثة

من المرجح أن أي شخص زار روما ، أو أي مدينة أخرى تقف فيها المباني الرومانية القديمة شاهقة اليوم ، قد تعجب من براعة الرومان القدماء.

كان أحد أكثر الإبداعات إبداعًا لهؤلاء المهندسين البارزينopus caementicium، المعروفة اليوم باسم الخرسانة الرومانية. حتى قبل ثلاث سنوات فقط ، فقدت وصفة هذه المادة تمامًا مع مرور الوقت.

لكن في عام 2017 ، كشف الباحثون السر. اليوم ، لا يزال المهندسون المعاصرون يتعلمون من هذه الأساليب التي يزيد عمرها عن 2000 عام. فيما يلي بعض الحقائق الرائعة عن الخرسانة الرومانية.

ذات صلة: 15 معركة ملحمية غيرت مسار التاريخ

1. بدأ كل شيء مع الثورة المعمارية الرومانية

بدأت الثورة المعمارية الرومانية ، المعروفة أيضًا باسم الثورة الخرسانية ، مع الجمهورية الرومانية التي تأسست عام 509 قبل الميلاد وازدهرت مع ظهور الإمبراطورية الرومانية في عام 27 قبل الميلاد.

في هذا الوقت تقريبًا ، تبنى الرومان القدماء الاستخدام الواسع للإنشاءات ذات الأشكال المعمارية مثل الأقواس والجسور والقنوات والقباب والأقبية. لبناء هذه ، سيحتاجون إلى مادة قوية بشكل لا يصدق.

2. كانت الخرسانة حجر الزاوية للثورة

كانت هناك حاجة إلى براعة كبيرة لتصميم منشآت مثل قبة البانثيون في روما (تم بناؤها تقريبًا 113 بعد الميلاد) ، وهو معبد روماني سابق تحول إلى كنيسة كاثوليكية تجذب السياح من جميع أنحاء العالم. واليوم ، بعد ما يقرب من 2000 عام من بنائه ، لا تزال أكبر قبة خرسانية غير مسلحة في العالم.

ومع ذلك ، كان تطوير مادة معينة ضروريًا لجعل هذه الإنشاءات ممكنة: الخرسانة الرومانية. على الرغم من ندرة الوثائق التاريخية حول المواد ، إلا أننا نعلم أنها كانت منتشرة على نطاق واسع منذ حوالي 150 قبل الميلاد. يدعي بعض العلماء أنه تم تطويره قبل قرن تقريبًا من ذلك الوقت.

3. عرف الرومان مدى قوة اختراعهم "المنيع"

كما أشار مؤلفو دراسة عام 2017 التي حللت النقطة الرومانية الملموسة ، فإن الرومان "أنفقوا قدرًا هائلاً من العمل [على تطوير الخرسانة الرومانية] - لقد كانوا أناسًا أذكياء جدًا."

عندما طوروا الخرسانة إلى القوة المطلوبة ، كانوا مدركين تمامًا لإنجازاتهم. كما توضح الدراسة ، كتب بليني الأكبر في كتابه "التاريخ الطبيعي" أنه "منيعة أمام الأمواج وأقوى كل يوم".

4. لقد ضاع التاريخ الوصفة الملموسة بالضبط

على الرغم من أن المهندسين المعماريين والمعماريين المعاصرين قد تعجبوا منذ فترة طويلة من القوة الدائمة للعمارة الرومانية ، والخرسانة الرومانية ، إلا أن الخوف هو أن الطريقة الدقيقة التي استخدمها الرومان القدماء ربما ضاعت تمامًا مع مرور الوقت - اختفت مع سقوط الإمبراطورية الرومانية.

قالت عالمة الجيولوجيا بجامعة يوتا ماري جاكسون في بيان صحفي في عام 2017: "لقد فقدت الوصفة تمامًا". على الرغم من أن جاكسون قضى سنوات في دراسة النصوص الرومانية القديمة على نطاق واسع بحثًا عن المزيج الأصلي القوي بشكل لا يصدق المستخدم في صنع الخرسانة الرومانية ، إلا أنه لا يوجد نص تم العثور عليها مع وصفة شاملة.

5. بعض الوثائق التاريخية تعطي أدلة

كتب فيتروفيوس ، حوالي 25 قبل الميلاد ، في كتابهعشرة كتب في العمارة ،أنواع محددة من الركام مناسبة لتحضير ملاط ​​الجير.

بالنسبة لقذائف الهاون الهيكلية ، أوصى ببوزولانا (اللب puteolanusباللاتينية) ، رمال بركانية من أحواض Pozzuoli.

وصف فيتروفيوس نسبة جزء واحد من الجير إلى 3 أجزاء من البوزولانا للأسمنت المستخدم في المباني. بالنسبة للعمل تحت الماء ، حدد نسبة 1: 2 من الجير إلى البوزولانا للعمل تحت الماء - عمليا نفس النسبة المستخدمة اليوم للخرسانة في المواقع البحرية.

6. حواجز الأمواج الخرسانية الرومانية قوية بشكل مثير للإعجاب

كما كتب بليني الأكبر ، كانت الخرسانة الرومانية "منيعة أمام الأمواج". لا عجب إذن أن الرومان القدماء كانوا روادًا في مبادئ البناء تحت الماء.

بحلول القرن الأول ، بدأ المهندسون الرومان في بناء منشآت ، مثل حواجز الأمواج ، التي يمكن أن تصمد أمام قوة البحر - والتي لا يزال الكثير منها قائمًا حتى اليوم. مدينة قيسارية (بُنيت حوالي 25 قبل الميلاد) هي أقدم مثال معروف لموقع بناء خرساني روماني واسع النطاق تحت الماء. اليوم هي جزء من حديقة طبيعية في إسرائيل.

7. قام العلماء بتحليل النوى الخرسانية من الأرصفة الرومانية وحواجز الأمواج والموانئ

كجزء من مشروع ROMACONS التاريخي ، زار جاكسون وفريق من الباحثين النوى الخرسانية المغمورة في الماء لدراسة خصائصها.

قاموا بفحص هذه النوى ، التي كانت أجزاء من الأرصفة الرومانية ، وحواجز الأمواج ، والمنشآت الأخرى ، باستخدام طرق مثل تحليلات الانقسام الدقيق والتألق الدقيق في خط أشعة مصدر الضوء المتقدم 12.3.2 في مختبر لورانس بيركلي الوطني.

8. أظهر التحليل المبكر أن الخرسانة تحتوي على مادة نادرة يصعب صنعها

في تحقيقاتهم ، وجد جاكسون وزملاؤه معدنًا نادرًا جدًا يسمى aluminous tobermorite في الملاط البحري. تشكلت البلورات المعدنية في جزيئات الجير من خلال تفاعل البوزولاني عند درجات حرارة مرتفعة قليلاً.

كان اكتشافًا مفاجئًا. يقول جاكسون عن التوبرموريت الشبوي: "من الصعب جدًا صنعه". إن صنعه في المختبر مهمة شاقة تتطلب درجات حرارة عالية جدًا.

8. اكتشف الباحثون أن التفاعل الكيميائي داخل الخرسانة الرومانية يجعلها أقوى بمرور الوقت

توصل فريق الباحثين إلى استنتاج مفاده أن التوبرموريت الألوميني قد تشكل عندما تتسرب مياه البحر عبر الخرسانة في حواجز الأمواج وفي الأرصفة ، مما يؤدي إلى إذابة مكونات الرماد البركاني ، والسماح بتكوين معادن جديدة.

قال جاكسون: "بصفتنا جيولوجيين ، نعلم أن الصخور تتغير". "التغيير ثابت بالنسبة لمواد الأرض. إذن كيف يؤثر التغيير على متانة الهياكل الرومانية؟ "

يحتوي التوبرموريت الألوميني على تركيبات غنية بالسيليكا ، تذكرنا بالبلورات التي تتكون في الصخور البركانية. تحتوي البلورات على أشكال بلاتية تعمل على تقوية مصفوفة الأسمنت. هذه الصفائح المتشابكة ، بدورها ، تزيد من مقاومة الخرسانة الرومانية للكسر الهش. أوضح جاكسون: "نحن ننظر إلى نظام يزدهر في التبادل الكيميائي المفتوح مع مياه البحر".

9. قوة الخرسانة الرومانية كانت جزئيا بسبب الحظ

من المحتمل أن تكون قوة الخرسانة الرومانية قد صنعت من خلال ذروة التجربة والخطأ والتجريب والحظ.

كما أوضحت جاكسون بعد إجراء بحثها ، "كان الرومان محظوظين في نوع الصخور التي كان عليهم العمل بها. لقد لاحظوا أن الرماد البركاني نما الأسمنت لإنتاج الطوف. ليس لدينا تلك الصخور في كثير من أنحاء العالم ، لذلك يجب أن تكون هناك بدائل ".

10. يعمل العلماء الآن على إعادة إنشاء الخرسانة الرومانية باستخدام الوصفة المكتشفة حديثًا

على الرغم من أننا قد لا نعرف الوصفة الدقيقة للخرسانة الرومانية ، إلا أن المجتمع العلمي متفق على أنه ، بشكل عام ، مصنوع من مزيج من الرماد البركاني والجير (أكسيد الكالسيوم) ومياه البحر وكتل الصخور البركانية.

منذ إجراء البحث ونشر النتائج التي توصلت إليها ، عملت جاكسون مع المهندس الجيولوجي توم آدمز لتطوير وصفة بديلة باستخدام مواد من غرب الولايات المتحدة.

11. تحتاج إلى وقت لتصبح أقوى من الخرسانة الحديثة

على الرغم من أن الخرسانة الرومانية أقوى من الخرسانة الحديثة النموذجية ، والمعروفة أيضًا باسم الخرسانة البورتلاندية ، إلا أن تطوير هذه القوة يستغرق وقتًا ، نظرًا للعملية الموضحة في النقطة 8.

لهذا السبب ، قد لا يكون بديلاً قابلاً للتطبيق للخرسانة المستخدمة اليوم. ومع ذلك ، قد يكون مفيدًا في سياقات معينة - مثل السياق الموضح أدناه.

12. قال أحد العلماء إن جدارًا بحريًا جديدًا كبيرًا في المملكة المتحدة يجب أن يكون مصنوعًا من الخرسانة الرومانية

اقترح جاكسون مؤخرًا أن مشروعًا كبيرًا - بحيرة مدية مقترحة يتم بناؤها في سوانسي ، المملكة المتحدة - يجب أن يتم بناؤها من الخرسانة الرومانية.

السبب الذي قدمته هو أن البحيرة ، التي كان من المخطط بناؤها من أجل تسخير قوة المد والجزر ، يجب أن تكون جاهزة للعمل لمدة 120 عامًا لاسترداد تكاليف بناء المشروع.

وأوضح جاكسون: "يمكنك أن تتخيل أنه بالطريقة التي نبني بها الآن ، ستكون كتلة من الفولاذ المتآكل بحلول ذلك الوقت". باستخدام الخرسانة الرومانية ، من ناحية أخرى ، يمكن أن يتقوى البناء بمرور الوقت ، مما يعني أنه يمكن أن يستمر لقرون.

13. يستمر البحث في الخرسانة الرومانية اليوم

على الرغم من أن البحث الذي أجراه جاكسون وآخرون قد ساعد في الإجابة على العديد من الأسئلة حول خصائص الخرسانة الرومانية ، لا يزال الكثير غير معروف حتى الآن حول كيفية تغير هذه المادة على مدى فترات طويلة من الزمن.

"أعتقد أن [البحث] يفتح منظورًا جديدًا تمامًا لكيفية صنع الخرسانة - وأن ما نعتبره عمليات التآكل يمكن أن ينتج في الواقع أسمنتًا معدنيًا مفيدًا للغاية ويؤدي إلى استمرار المرونة ، في الواقع ، ربما يعزز المرونة بمرور الوقت" ، جاكسون شرح.

كان الرومان مهتمين بهذا. إذا كنا سنبني في البحر ، فيجب أن نهتم به أيضًا ".

اليوم ، لا يزال عدد لا يحصى من القنوات والجسور والأرصفة والمباني القديمة الأخرى قائمًا حتى اليوم ، مما يوضح لنا الإرث طويل الأمد للإمبراطورية الرومانية القديمة - والإمبراطورية المبنية على أقوى الأسس الخرسانية.


شاهد الفيديو: هل ممكن أن ينهار الدولار وماذا سيحصل بالاقتصاد العالمي في حال حدوث ذلك (شهر نوفمبر 2021).