Phát hiện nguyên nhân các công trình bê tông La Mã 2000 năm vẫn đứng vững

Các kết cấu bê tông La Mã cổ đại vẫn đứng vững cho đến ngày hôm nay. Bí mật nào giúp bê tông của họ bền hơn so với ngày hôm nay?

Những phát hiện vừa được đăng tải trên Tạp chí Khoáng vật của Mỹ đã phần nào lí giải điều này. Công trình nghiên cứu do nhà địa chất học Marie Jackson từ Đại học Utah và các đồng nghiệp khác thực hiện. Các nhà nghiên cứu đã xem xét các khoáng chất trên quy mô nhỏ các công trình bê tông La Mã. Họ phát hiện ra rằng nước biển bên trong bê tông góp phần làm các khoáng chất liên kết với nhau chặt chẽ hơn trong bê tông.

Bê tông La Mã được sử dụng trong nhiều công trình khác nhau: chẳng hạn như đền Pantheon, quảng trường La Mã. Nó cũng được sử dụng rộng rãi ở các bến cảng, nhà kho… Hầu hết trong số đó vẫn có thể được nhìn thấy ngày hôm nay và thậm chí còn bền vững hơn.

Bê tông này được làm từ tro núi lửa với vôi và nước biển để tạo thành vữa. Sau đó, nó được kết hợp với đá núi lửa để tạo thành bê tông. Chính điều này làm cho bê tông La Mã bền hơn.

Trong khi đó, bê tông hiện đại được làm bằng xi măng Portland, một hỗn hợp của cát silica, đá vôi, đất sét, đá phấn và các thành phần khác được nấu chảy cùng nhau tại nhiệt độ cao. Xi măng này sẽ kết hợp với cát, đá, thép để tạo thành bê tông. Các phản ứng hóa học trong xi măng có thể gây ra các vết nứt cho bê tông. Điều này có thể dẫn đến việc xói mòn, sụp đổ và hư hỏng kiến trúc. Đây cũng là lí do vì sao bê tông không có sức chịu đựng như những tảng đá tự nhiên.

Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu lấy các mẫu bê tông từ các công trình dọc theo các cảng theo bờ biển của Ý. Họ đã sử dụng một kính hiển vi điện tử để lập bản đồ mẫu. Bằng chụp X-quang và quang phổ Raman microdiffraction, họ xác định được các hạt trong bê tông La Mã. Họ phát hiện ra rằng có tobermorite nhôm dồi dào trong bê tông. Đây là một silica hiếm và khó khăn tổng hợp trong phòng thí nghiệm. Chất khoáng phillipsite có liên quan cũng được tìm thấy. Nước biển rơi vãi trên chúng và dần dần hòa tan tro núi lửa trong bê tông. Điều này sẽ làm cho các thành phần trong cấu trúc lồng vào nhau một cách chặt chẽ hơn.

Jackson nói người La Mã đã tạo ra một loại bê tông có khả năng trao đổi với nước biển. Trong khi đó, nước biển lại làm xói mòn thép và rửa sạch các thành phần khác trong bê tông hiện tại.

Bạch Đằng