Đưa công nghệ bê tông La Mã tự phục hồi vào xây dựng hiện đại
Nghiên cứu của GS Admir Masic tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã hé lộ bí ẩn về khả năng tự phục hồi tạo nên độ bền huyền thoại của bê tông La Mã.
Các nhà khoa học từ lâu đã cho rằng tuổi thọ cao của những công trình La Mã còn tồn tại đến ngày nay là do phản ứng hóa học giữa tro núi lửa và vôi. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Science Advances đồng ý rằng phản ứng này là nền tảng nhưng lập luận rằng một quá trình khác, được gọi là cacbonat hóa, cũng đã tăng cường đáng kể độ bền của bê tông.
Các nhà nghiên cứu đã đi đến kết luận này sau khi phân tích một mảnh bê tông lấy từ nhà vệ sinh tại khu nghỉ dưỡng sang trọng của Hoàng đế Hadrian ở vùng nông thôn không xa Rome.
Nhóm nghiên cứu đã quét tia X 3D, kính hiển vi điện tử công suất cao và hàng loạt các thử nghiệm hóa học và khoáng chất.
Các kết quả quét cho thấy canxit, một dạng canxi cacbonat, là khoáng chất chính liên kết các thành phần của bê tông. Nó được hình thành thông qua phản ứng chậm giữa vôi, độ ẩm và carbon dioxide từ không khí, một quá trình được gọi là cacbonat hóa.
Khi mạng lưới khoáng chất này phát triển, nó dần dần lấp đầy các vết nứt và lỗ rỗng nhỏ, làm cho bê tông đặc hơn. Điều này tạo ra một lớp bịt kín chắc chắn, ngăn chặn sự xâm nhập của nước và các hóa chất gây hại có thể làm xuống cấp bê tông.
GS Admir Masic tại MIT cùng khối bê tông tự phục hồi mô phỏng theo công thức của bê tông La Mã cổ đại.
Năm 2021, Masic quyết định áp dụng những phát hiện đó để cải thiện độ bền của bê tông hiện đại bằng cách sáng lập công ty DMAT. Công ty này đã phát triển một chất phụ gia giúp tăng tuổi thọ của các công trình bê tông lên 50% và giảm lượng khí thải CO2 xuống 40% so với bê tông truyền thống.
Vành hydrat hóa CaO bao gồm canxit đa hình thái bên trong khối bê tông La Mã giúp tái tạo các hư tổn. Nguồn: Science Advances
Bê tông của công ty đã được sử dụng để xây dựng các công trình hạ tầng phức tạp trên khắp châu Âu, bao gồm các bể chứa nước ngầm, rào chắn đường bộ và vỉa hè ở Ý và Thụy Sĩ.
Vữa sửa chữa bê tông DMAT đã được sử dụng trên đường cao tốc N13, một trục đường chiến lược ở Grisons, Thụy Sĩ.
"Có một điều kỳ diệu là các nhà xây dựng cổ đại không cần đến hóa học hiện đại của chúng ta đã chế tạo ra vật liệu tự phục hồi vẫn còn tồn tại đến ngày nay," GS Masic nói.
Đưa công nghệ bê tông tự phục hồi từ La Lã cổ đại đi vào xây dựng hiện đại.