Thông tin chuyên ngành Vật liệu xây dựng Việt Nam

Bê tông

Khám phá bê tông La Mã có độ bền ngàn năm

(20/03/2019 3:10:04 PM) Từ lâu đế chế La Mã đã không còn tồn tại, nhưng các công trình kiến trúc họ để lại vẫn sừng sững với thời gian nhờ các khối bê tông La Mã thuộc loại bền chắc nhất thế giới.

Thứ vật liệu xây dựng này của La Mã cổ đại từ lâu đã thách đố các nhà khoa học. Giờ đây, một nghiên cứu cho biết hỗn hợp đặc biệt của loại bê tông này có sự giúp sức của “Mẹ Thiên nhiên” nên mới cứng cáp đến vậy.


Công thức bê tông “bí truyền” cho phép người La Mã xây dựng những công trình khổng lồ còn đứng vững đến ngày nay
.

Khoảng năm 79 SCN, Pliny the Elder – tác gia, nhà triết học tự nhiên của thế giới La Mã đã viết trong tác phẩm Naturalis Historia rằng các kiến trúc bê tông ở các bến cảng, đối mặt với các cơn sóng biển liên tục, trở thành một khối đá vững chắc, không thể bị phá hủy bởi sóng biển và mỗi ngày trở nên vững chắc hơn.

Pliny đã không phóng đại, trong khi các cấu trúc bê tông biển hiện đại vẫn sụp đổ trong vài thập kỷ qua, những bến cảng và các con đê chắn sóng của đế chế La Mã có tuổi đời 2.000 năm vẫn tồn tại cho đến ngày nay và chúng hiện còn vững chắc hơn thời điểm mới được xây dựng.

Nhà địa chất học Marie Jackson tại Đại học Utah, Hoa Kỳ, đã nghiên cứu các khoáng chất và cấu trúc vi thể của bê tông La Mã như nghiên cứu các tảng đá núi lửa. Cô và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng, nước biển ngấm vào bê tông sẽ kích thích các khoáng chất liên kết với nhau, giúp cho bê tông được gắn kết tốt hơn. Kết quả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí American Mineralogist.

Sự khác biệt của bê tông La Mã cổ đại và bê tông Portland

Người La Mã làm bê tông bằng cách trộn tro núi lửa với vôi và nước biển để làm vữa, và sau đó cho thêm các khối đá núi lửa vào khối vữa – được coi là “cốt liệu” trong bê tông. Sự kết hợp của tro, nước, và vôi làm tạo ra phản ứng có tên pozzolanic (phản ứng xảy khi vật liệu kết hợp với canxi hiđroxit thì tạo thành hợp chất có tính chất xi măng).

Người La Mã có thể đã nảy ra ý tưởng về hỗn hợp này khi quan sát các trầm tích từ đá núi lửa được bọc trong các loại xi măng tự nhiên từ tro núi lửa – vốn rất phổ biến ở thành phố Pozzouli bên Vịnh Naples.

Loại bê tông kết khối này được sử dụng trong rất nhiều công trình, bao gồm đền Pantheon, chợ Trajan ở Rome, các công trình biển khổng lồ để bảo vệ các bến cảng, kho bãi, đồng thời là điểm neo đậu cho tàu bè.
 

Đền Pantheon ở Rome được xây dựng từ vật liệu bê tông La Mã cổ đại vẫn tồn tại đến ngày nay.

 
Bê tông xi măng Portland hiện đại cũng sử dụng cốt liệu đá, nhưng có một khác biệt quan trọng: các hạt cát và sỏi được coi là trơ với phản ứng hóa học. Bởi vì bất kỳ phản ứng hóa học nào xảy ra với bột xi măng có thể hình thành các chất làm giãn nở và phá vỡ bê tông.

Jackson cho biết: “Phản ứng kiềm và silic này xảy ra trên toàn thế giới và đây là một trong những nguyên nhân chính gây hủy hoại kết cấu bê tông xi măng Portland.”


Bê tông từ xi măng Portland xuống cấp theo thời gian.

 
Quá trình phản ứng hóa học trong bê tông La Mã cổ đại

Marie Jackson và các đồng nghiệp phát hiện rằng, phản ứng hóa học giữa cốt liệu và vữa của bê tông La Mã đã giúp ngăn ngừa các vết nứt, trong khi các bề mặt trên cốt liệu trơ của bê tông Portland chỉ khiến các vết nứt lan rộng.


Nhóm nghiên cứu của Marie Jackson đang khoan một khối bê tông La Mã cổ đại ở Portus Cosanus để nghiên cứu.

Khi nước biển thấm qua các khối bê tông La Mã ở đê chắn sóng và bến tàu, nó đã giải phóng các thành phần của tro núi lửa và cho phép các khoáng chất mới hình thành từ các chất lỏng có độ kiềm cao, đặc biệt là Al-tobermorite và phillipsite. Al-tobermorite này có các thành phần giàu silic, tương tự như tinh thể hình thành trong đá núi lửa. Các tinh thể có hình đĩa dẹt đã củng cố liên kết của vữa và làm tăng khả năng chống nứt gãy của bê tông.


Hình ảnh phóng đại bằng kính hiển vi cho thấy vật liệu kết dính canxi, nhôm-silicat (C-A-S-H) được tạo thành khi tro núi lửa, vôi phản ứng với nước biển. Tinh thể platin của Al-tobermorite đã phát triển trong ma trận kết dính C-A-S-H.

Jackson nói rằng quá trình này tương tự như quá trình ăn mòn – thường là điều xấu đối với vật liệu hiện đại. “Chúng ta đang nhìn vào một hệ thống trái ngược với bình thường, những điều không mong muốn xảy ra trong bê tông xi măng”, cô nói. “Chúng ta đang nhìn vào một hệ thống phát triển nhờ các trao đổi hóa học mở với nước biển.”
 
Vì không có văn bản nào ghi chép lại công thức của bê tông La Mã trong quá khứ, nên hiện tại, Marie Jackson và đồng nghiệp vẫn đang tìm kiếm công thức thay thế chính xác.

Các khối bê tông La Mã cổ đại cần thời gian để gia tăng độ bền vững từ nước biển, chúng chịu sức nén kém hơn so với bê tông xi măng Portland thông thường. Vì những lý do đó, không chắc rằng bê tông La Mã có thể trở nên phổ biến trong tương lai, nhưng nó có thể rất hữu ích trong các hoàn cảnh cụ thể, đặc biệt là các công trình biển vốn rất tốn kém và độ bền không cao.

VLXD.org (TH/ Trí thức)

 

Các tin khác:

Ưu điểm của bê tông trồng cỏ so với bê tông thường và khả năng ứng dụng trong công trình nhà ở ()

Những điều cần biết về cấp phối bê tông ()

Bê tông đúc sẵn: Lựa chọn cho nhiều công trình xây dựng tại Việt Nam ()

Bê tông không trát – Giải pháp tránh bong tróc mặt ngoài tối ()

Bê tông lắp ghép - Sự trở lại mạnh mẽ ()

Những điều đơn giản có thể bạn chưa biết về bê tông ()

Nghiên cứu tính toán thiết kế cột bê tông cốt thép theo các tiêu chuẩn hiện hành (P2) ()

Nghiên cứu tính toán thiết kế cột bê tông cốt thép theo các tiêu chuẩn hiện hành (P1) ()

Bê tông nhẹ dùng cốt liệu rỗng ()

Nghiên cứu sản xuất bê tông thân thiện môi trường ()

Chứng khoán:

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

BBS

0

9.60

0.00

0

BCC

44800

7.40

-0.20

0

BHT

0

4.00

0.00

0

BT6

41630

5.50

-0.20

0

BTS

2

4.50

0.00

0

CCM

0

24.50

0.00

0

CTI

172540

35.15

-0.45

0

CVT

1060365

50.90

-0.50

3800

CYC

7980

2.40

0.00

0

DC4

1700

10.30

-1.10

0

DHA

0

29.70

0.00

0

DIC

0

6.10

0.00

0

DXV

10

3.82

-0.14

0

GMX

0

25.00

0.00

0

HCC

4400

16.60

0.00

0

HLY

0

15.60

0.00

0

HOM

0

4.10

0.00

0

HPS

0

7.00

0.00

0

HT1

4410

14.75

-0.45

0

HVX

0

4.10

0.00

0

MCC

0

13.80

0.00

0

NAV

10

5.00

0.00

0

NHC

0

36.40

0.00

0

NNC

20040

48.40

-0.30

0

QNC

20000

3.00

0.00

0

SCC

0

1.90

0.00

0

SCJ

3800

3.40

0.10

0

SCL

0

3.00

0.00

0

SDN

0

35.00

0.00

0

SDY

0

7.70

0.00

0

SHN

204400

9.90

-0.10

0

TBX

0

9.00

0.00

0

TCR

6120

3.42

0.22

0

TMX

100

7.60

-0.80

0

TSM

0

2.70

0.00

0

TTC

500

18.40

-0.10

0

TXM

0

9.70

0.00

0

CK

KL

Giá

+/-

GDNN

API

100

28.90

0.00

0

ASM

1098520

10.05

-0.75

0

B82

0

2.40

0.00

0

BCE

9160

5.85

0.03

0

BCI

51340

41.90

0.30

29170

C47

4400

11.60

-0.50

0

C92

0

10.00

0.00

0

CCL

42240

4.60

-0.13

0

CDC

0

17.50

0.00

0

CID

0

4.10

0.00

0

CID

100

2.90

0.70

0

CII

534340

31.35

-0.55

0

CLG

20

3.83

-0.27

0

CNT

6

9,7

-0,3

0

CNT

1800

2.90

-0.50

0

CSC

2200

24.50

0.00

0

CTD

92910

166.00

-3.50

0

CTN

14200

1.30

0.10

0

D11

0

15.70

0.00

0

D2D

3600

73.80

3.80

0

DC2

0

6.50

0.00

0

DIG

809400

27.40

-0.70

0

DIH

0

12.20

0.00

0

DLG

180700

3.20

-0.10

0

DLR

0

9.40

0.00

0

DRH

123220

18.85

-0.75

0

DTA

4500

7.25

-0.05

0

DXG

1223580

37.00

-1.20

0

HAG

1318480

7.00

-0.19

0

HBC

605600

42.40

-1.60

0

HDC

26070

14.40

-0.30

0

HDG

41680

47.00

-1.10

0

HLC

0

7.00

0.00

0

HQC

1951870

2.27

-0.05

0

HTI

1010

15.60

-0.35

0

HU1

20

9.50

0.36

0

HU1

0

0

0

0

HU3

101480

14.10

0.85

0

HUT

590150

8.70

-0.20

600

ICG

0

6.40

0.00

0

IDI

958390

13.00

-0.70

0

IDJ

40400

3.10

0.00

0

IDV

1000

31.80

-0.40

0

IJC

80950

9.20

-0.24

0

ITA

579100

3.01

-0.05

0

ITC

990

14.30

-0.60

0

KAC

0

15.55

0.00

0

KBC

1171890

12.90

-0.55

0

KDH

19700

35.85

-1.10

0

L10

0

17.90

0.00

0

L18

0

8.60

0.00

0

LCG

20

9.70

-0.45

0

LGL

10260

9.30

-0.01

0

LHC

0

56.00

0.00

0

LHG

43770

21.30

-0.40

0

LIG

6400

3.90

0.00

0

LM8

2050

25.00

0.70

0

LUT

0

2.10

0.00

0

MCG

140

3.39

0.20

0

MDG

0

13.50

0.00

0

NBB

19570

23.75

-1.75

0

NDN

191728

15.70

-0.40

0

NHA

0

12.20

0.00

0

NKG

140960

29.70

-1.20

0

NTB

439

7,7

0,3

0

NTB

81851

0.50

0.00

0

NTL

109860

9.50

-0.30

0

NVT

1534720

7.07

0.46

0

OGC

282600

2.09

-0.06

0

PDR

261560

38.40

-1.00

0

PFL

297505

1.60

0.10

0

PFL

141500

1.50

0.00

0

PHC

71700

17.00

-0.30

0

PHH

5100

6.90

-0.10

0

PHH

21100

7.00

0.00

0

PPI

34160

1.52

-0.01

0

PSG

47600

0.80

0.00

0

PSG

10

6,2

0,2

0

PTC

60

6.11

0.00

0

PTL

500

3.61

-0.09

0

PVA

4

14,7

0,9

7

PVA

28200

1.20

0.00

0

PVL

42600

2.30

0.00

0

PVR

16900

2.80

0.20

0

PVV

800

1.40

0.10

400

PVX

1535849

2.10

-0.10

0

PXA

0

1.10

0.00

0

PXI

6400

2.10

0.00

0

PXL

341300

1.90

0.00

0

PXS

25800

7.68

-0.03

0

PXT

0

3.90

0.00

0

QCG

423450

13.30

-0.50

0

RCL

0

19.00

0.00

0

REE

520000

37.60

-1.10

0

S96

56400

1.00

-0.10

0

S96

2

12,6

0,8

10

S99

675

5.10

0.00

0

SC5

0

24.20

0.00

0

SD2

1

4.70

0.00

0

SD3

6

6,4

0,4

0

SD3

6000

6.60

-0.40

0

SD5

300

9.70

0.00

0

SD6

500

6.60

0.20

0

SD7

0

3.40

0.00

0

SD9

0

8.40

0.00

0

SDH

0

1.90

0.00

0

SDT

0

7.80

0.00

0

SDU

0

11.50

0.00

0

SIC

0

12.90

0.00

0

SJE

0

28.00

0.00

0

SJS

34000

31.50

-0.10

0

STL

5500

3.30

0.00

0

STL

7

12,8

0,8

0

SZL

10

34.45

0.45

0

TDC

70250

9.01

-0.05

0

TDH

140230

15.10

-0.50

0

THG

560

42.90

0.30

0

TIG

190800

3.70

-0.30

0

TIX

0

30.10

0.00

0

TKC

500

26.70

0.00

0

TV1

10

17.85

0.45

0

TV2

15150

111.30

-3.70

0

TV3

0

25.30

0.00

0

TV4

0

15.80

0.00

0

UDC

10010

3.45

-0.10

0

UIC

18370

30.40

0.30

0

V11

5

4,9

0,2

0

V11

0

1.00

0.00

0

V12

0

11.00

0.00

0

V15

31000

1.10

0.00

0

V15

30500

0.90

0.00

0

V21

0

19.40

0.00

0

VC1

0

12.00

0.00

0

VC2

0

14.20

0.00

0

VC3

75400

19.30

-0.30

0

VC5

8800

1.90

0.00

0

VC7

0

17.50

0.00

0

VC9

0

13.00

0.00

0

VCG

587414

23.10

-0.80

13200

VCR

0

3.10

0.00

0

VE1

4100

19.10

0.10

0

VE2

0

11.40

0.00

0

VE3

0

11.00

0.00

0

VE9

25688

7.30

0.50

0

VHH

2

4,5

-0,3

0

VHH

0

1.40

0.00

0

VIC

667400

108.20

0.20

0

VMC

22730

50.80

-1.70

0

VNE

60760

6.76

-0.24

0

VNI

45340

4.40

0.00

0

VNI

0

6.60

0.00

0

VPH

44330

9.27

-0.30

0

VRC

62320

20.20

-0.60

0

VSI

20

19.90

1.30

0

Hà Nội

26°C

Đà Nẵng

31°C

TP.HCM

30°C

Toàn cảnh Hội thảo khởi động Diễn đàn doanh nghiệp VLXD BMF2019

Xem các video khác

Tỷ giá

Giá vàng

Mã ngoại tệ Tỷ giá