لماذا كانت الخرسانة الرومانية قوية جدًا؟

لطالما حيرت الخرسانة الرومانية القديمة العلماء بمتانتها المذهلة. يُنسب ذلك عادةً لمكوناتها الرئيسية: البازلانية، وهي خليط من الرماد البركاني، والجير. ولكنّ دراسة حديثة كشفت سرًّا جديدًا مذهلاً! 🤔

في عام 2023، اكتشف فريق دولي من الباحثين بقيادة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أنّ الطريقة التي خلط بها الرومان هذه المواد كانت مختلفة تمامًا عما كنا نظن. لاحظوا وجود قطع صغيرة بيضاء من الجير في عينة الخرسانة، والتي كانت تُعزى سابقًا لسوء الخلط أو المواد. لكنّ عالم المواد ماسيك في معهد MIT، رأى في ذلك مفتاحًا لفهم سرّ هذه المتانة. 🔑

قال ماسيك: “كان يزعجني دائمًا تفسير وجود هذه الكتل الجيرية ببساطة على أنه نتيجة لمراقبة ضعيفة للجودة. إذا كان الرومان قد بذلوا جهدًا كبيرًا في صنع مادة بناء متميزة، فلماذا بذلوا جهدًا ضئيلاً في ضمان خلطها جيدًا؟ يجب أن يكون هناك المزيد من هذه القصة!”

قام الفريق بدراسة عينات من الخرسانة الرومانية التي عمرها 2000 عام من موقع بريفرنوم الأثري في إيطاليا. استخدموا تقنيات متطورة مثل المجهر الإلكتروني و الطيف الإشعاعي المبعثر للطاقة، وتشتت الأشعة السينية، وتصوير راماني المركّز لدراسة هذه الكتل الجيرية بدقة متناهية🔬.

أحد الأسئلة الأساسية كان طبيعة الجير المستخدم. هل كان جيرًا مطفئًا كما يُعتقد عادة؟ في البداية، يتمّ تسخين الحجر الجيري بدرجات حرارة عالية لإنتاج جير خام، وهو أكسيد الكالسيوم. ثمّ يُخلط الجير الخام بالماء لتكوين جير مطفئ، وهو هيدروكسيد الكالسيوم. ولكن، أظهر تحليل الفريق أنّ حبيبات الكلس في عيناتهم لا تتوافق مع هذا النوع من الجير. بل من المحتمل أنّ الرومان استخدموا كلسًا سريعًا مختلطًا بالبازلانية والماء بدرجات حرارة عالية، مُنتجين مركبات مرتبطة بدرجات حرارة عالية لم تتشكل بطريقة أخرى. 🔥

يُطلق على هذه العملية “الخلط الساخن” التي تسرّع من تفاعلات التصلب والتجفيف، مما يُتيح بناءً أسرع بكثير. كما أن هذه الحصى الجيرية منحَت الخرسانة قدرات شفاء ذاتية. عندما تتشكل الشقوق، فإنها تجد طريقها نحو هذه الحصى الجيرية، والتي تتفاعل مع الماء لتكوين محلول غني بالكالسيوم، الذي يجف ويتصلب ككربونات الكالسيوم، ويلصق الشق معًا ويمنع انتشاره أكثر.

تم تأكيد هذه النتيجة في موقع قبر كايشيليا ميتيلّا. ولعلّ هذه الطريقة هي السبب وراء بقاء الخرسانة الرومانية من الجدران الساحلية التي بنيت قبل 2000 عام سليمة لآلاف السنين على الرغم من ضغط المحيط الدائم.

يُعد هذا الاكتشاف ثورة في فهمنا للخرسانة الرومانية القديمة، ويُمكن أن يُلهمنا طرقًا جديدة لبناء مواد بناء أكثر متانة وصديقة للبيئة. ويعمل الفريق حاليًا على تسويق خرسانتهم كبديل صديق للبيئة أكثر من الخرسانات الحالية. 🧐

المصدر: المقال الأصلي