خبر های ویژه

توپ روباتی در فضا

9 فروردین 1404

پیرولیز پلاستیک: روشی برای مقابله با ضایعات پلاستیکی با استفاده از حرارت

28 اسفند 1403

هنگامی که انسان‌ها با استفاده از هوش مصنوعی حق اختراع کسب می‌کنند، چه کسی مخترع است؟

24 اسفند 1403

کره در معماری:از اِتیِن-لویی بوله تا رنزو پیانو

18 اسفند 1403

نرم‌افزار همکاری: کمک به درخشش انسان‌ها در عصر هوش مصنوعی

15 اسفند 1403

برای ساخت نمک‌های جاده‌ای کم‌ضرر، در حال مطالعه ضد یخ‌های طبیعی تولیدشده توسط ماهی‌ها هستیم

11 اسفند 1403

علم پشت یخ‌زدایی هواپیما – یک مهندس مکانیک توضیح می‌دهد که چگونه شیمی و فیزیک پرواز را به تجربه‌ای لذت‌بخش‌تر تبدیل می‌کنند

11 اسفند 1403

ربات دستیار خانگی

6 اسفند 1403

بازار جنگ‌افزارهای سایبری:

1 اسفند 1403

هوش مصنوعی جدید توسط ایلان ماسک ارائه می شود

26 بهمن 1403

چگونه هوش مصنوعی می تواند در فرآیند طراحی خلاقانه کمک کند

20 بهمن 1403

چرا ساخت هوش مصنوعی بزرگ میلیاردها هزینه دارد - و چگونه استارتاپ چینی دیپ سیک به طور چشمگیری معادلات را تغییر داد

13 بهمن 1403

موفقیت دیپ‌سیک ناشی از سیستم آموزشی بی‌نظیر چین است

10 بهمن 1403

DeepSeek چیست و چرا بخش هوش مصنوعی را مختل می کند؟

10 بهمن 1403

"ما هنوز رئیس هوش مصنوعی هستیم": نکاتی  از سخنرانی آنات بارون در مورد هوش مصنوعی و نوآوری

7 بهمن 1403

کاشت تراشه در مغز برای درمان افسردگی

1 بهمن 1403

11 آبان 1403

بتن پوزولانی، راز ایستادگی هزاران ساله سازه‌های شگفت‌انگیز رومیان باستان

راز بتن

رومیان باستان در مهندسی و ساخت‌وساز مهارت زیادی داشتند، و شاید مشهورترین مثال این توانایی، قنات‌های آنان باشد. این شاهکارهای هنوز فعال، به ماده‌ای ساختاری متکی‌اند: بتن پوزولانی، بتنی بسیار بادوام که به سازه‌های رومی قدرت فوق‌العاده‌ای می‌داد. حتی امروز، یکی از این سازه‌ها پانتئون در شهر رم، که تقریبا برای ۲ هزار سال است دست‌نخورده باقی مانده همچنان رکورد بزرگ‌ترین گنبد بتنی را در جهان دارد. خواص و راز این بتن به‌طور کلی در ترکیبات آن نهفته است: پوزولانا، مخلوطی از خاکستر آتشفشانی که نامش از شهر پوتزولی ایتالیا گرفته شده، و آهک. هنگامی که این دو ماده با آب ترکیب می‌شوند بتن بسیار مستحکمی را ایجاد می‌کنند. اما این تمام ماجرا نیست. در سال ۲۰۲۳، یک تیم بین‌المللی از پژوهشگران به رهبری مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) دریافت که نه تنها مواد سازنده این بتن کمی متفاوت از تصورات پیشین بوده‌، بلکه روش‌های ترکیب آن‌ها نیز متفاوت بوده است. رد پاهای این تفاوت در تکه‌های کوچک سفید آهک یافت شد که به نظر می‌رسید در بتنی که ظاهرا خوب مخلوط شده، وجود دارند. پیش‌تر وجود این تکه‌ها به کیفیت پایین مخلوط یا مواد نسبت داده می‌شد، اما این فرضیه برای دانشمند علم مواد، ادمیر ماسیک از MIT منطقی نبود.

تبریز امروز:

رومیان باستان در مهندسی و ساخت‌وساز مهارت زیادی داشتند، و شاید مشهورترین مثال این توانایی، قنات‌های آنان باشد. این شاهکارهای هنوز فعال، به ماده‌ای ساختاری متکی‌اند: بتن پوزولانی، بتنی بسیار بادوام که به سازه‌های رومی قدرت فوق‌العاده‌ای می‌داد.

 حتی امروز، یکی از این سازه‌ها پانتئون در شهر رم، که تقریبا برای ۲ هزار سال است دست‌نخورده باقی مانده همچنان رکورد بزرگ‌ترین گنبد بتنی را در جهان دارد. خواص و راز این بتن به‌طور کلی در ترکیبات آن نهفته است: پوزولانا، مخلوطی از خاکستر آتشفشانی که نامش از شهر پوتزولی ایتالیا گرفته شده، و آهک. هنگامی که این دو ماده با آب ترکیب می‌شوند بتن بسیار مستحکمی را ایجاد می‌کنند.

اما این تمام ماجرا نیست. در سال ۲۰۲۳، یک تیم بین‌المللی از پژوهشگران به رهبری مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) دریافت که نه تنها مواد سازنده این بتن کمی متفاوت از تصورات پیشین بوده‌، بلکه روش‌های ترکیب آن‌ها نیز متفاوت بوده است.

رد پاهای این تفاوت در تکه‌های کوچک سفید آهک یافت شد که به نظر می‌رسید در بتنی که ظاهرا خوب مخلوط شده، وجود دارند. پیش‌تر وجود این تکه‌ها به کیفیت پایین مخلوط یا مواد نسبت داده می‌شد، اما این فرضیه برای دانشمند علم مواد، ادمیر ماسیک از MIT منطقی نبود.

ماسیک در این خصوص می‌گوید: «این تصور که وجود این کلاسه‌های آهکی تنها به دلیل کنترل کیفی ضعیف بوده همیشه من را به فکر فرو می‌برد. اگر رومیان این‌همه تلاش کردند که ماده‌ای ساختاری برجسته بسازند و تمام دستورالعمل‌های دقیق را که در طول چند قرن بهینه‌سازی شده بود دنبال کردند، چرا باید در تولید محصول نهایی مخلوط‌شده این‌قدر کم‌توجه باشند؟ قطعاً پیچیدگی بیشتری پشت این ایده وجود داشته است.»

 

یکی از سوالات مورد نظر، ماهیت آهک استفاده‌شده بود. درک استاندارد از بتن پوزولانی این است که در ساخت آن از آهک آب‌دیده استفاده می‌شود. ابتدا سنگ آهک در دمای بالا گرم می‌شود تا پودری بسیار واکنش‌پذیر به نام آهک زنده یا اکسید کلسیم تولید شود.

ترکیب آهک زنده با آب، آهک آب‌دیده یا هیدروکسید کلسیم را تولید می‌کند که خمیری کمی کم‌واکنش‌تر و کمتر خورنده است. نظریه رایج این است که این آهک آب‌دیده بود که رومیان باستان با پوزولانا مخلوط می‌کردند.

بر اساس تحلیل تیم پژوهشی، تکه‌های آهک موجود در نمونه‌های بتن رومی با این روش معمولا سازگار نیستند. به‌جای آن، احتمالا بتن رومی با مخلوط کردن آهک زنده به‌صورت مستقیم با پوزولانا و آب، در دماهای بسیار بالا تولید می‌شده است؛ روشی که تیم آن را «مخلوط‌کردن داغ» می‌نامد و موجب شکل‌گیری تکه‌های آهک می‌شود.

ماسیک درباره‌ی مزایای این فرآیند می‌گوید: «اول، هنگامی که کل بتن به دمای بالا می‌رسد، باعث واکنش‌هایی می‌شود که با استفاده از آهک آب‌دیده امکان‌پذیر نیست و منجر به تولید ترکیباتی می‌شود که فقط در دماهای بالا شکل می‌گیرند. دوم، این دمای بالاتر به‌شدت زمان سفت‌شدن و گیرایی بتن را کاهش می‌دهد و امکان ساخت‌وساز سریع‌تر را فراهم می‌کند.»

این روش یک مزیت دیگر نیز دارد: تکه‌های آهک به بتن خاصیت خود ترمیمی فوق‌العاده‌ای می‌دهند. زمانی که ترک‌هایی در بتن ایجاد می‌شود، این ترک‌ها به سمت تکه‌های آهک حرکت می‌کنند که سطح بیشتری نسبت به دیگر ذرات در ساختار بتن دارند. هنگامی که آب وارد ترک می‌شود در تماس با آهک واکنشی صورت گرفته و یک محلول غنی از کلسیم ایجاد می‌کند که خشک شده و به‌صورت کربنات کلسیم سفت می‌شود و ترک را به هم چسبانده و از گسترش بیشتر آن جلوگیری می‌کند.

این خاصیت خودترمیمی در بتن یکی دیگر از سازه‌های 2 ichv ساله، یعنی آرامگاه «کاسیلیا متلا»، مشاهده شده است که در آن ترک‌ها با کلسیت پر شده‌اند. این خاصیت همچنین می‌تواند توضیح دهد که چرا بتن رومی در دیوارهای دریایی ساخته‌شده در ۲ هزار سال پیش، با وجود فرسایش مداوم آب دریا، همچنان پابرجاست.

تیم پژوهشی برای آزمایش این یافته‌ها، بتن پوزولانی را با استفاده از آهک زنده و همچنین طبق دستورالعمل‌های قدیمی و جدید ساختند و یک نمونه کنترل‌شده بدون آهک زنده تولید کردند. آن‌ها آزمایش‌های ترک‌سنجی روی بتن‌ها انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که بتن دارای آهک زنده در طی دو هفته به‌طور کامل ترک‌ها را ترمیم می‌کند اما در دیگر بتن ترک‌ها همچنان باقی می‌مانند.

تیم پژوهشی اکنون در حال کار روی تجاری‌سازی این بتن به‌عنوان جایگزینی زیست‌محیطی برای بتن‌های امروزی است.

به کانال تلگرام یورونیوز فارسی بپیوندید

ماسیک می‌گوید: «فکر کردن به اینکه این فرمول‌های بتنی بادوام‌تر می‌تواند نه تنها طول عمر این مواد را افزایش دهد، بلکه دوام فرمول‌های بتنی چاپ سه‌بعدی را نیز بهبود ببخشد، هیجان‌انگیز است.»

ارتباط با تبریز امروز

اخبار ، گزارشات ، عکسها و فیلم های خود را برای ما ارسال دارید . برای ارسال میتوانید از طریق آدرس تلگرامی یا ایمیل استفاده کنید.

info@tabriz-emrooz.ir

اشتراک در خبرنامه

برای اطلاع از آخرین خبرهای تبریز امروز در کانال تلگرام ما عضو شوید.

کانل تلگرام تبریز امروز

فرم تماس با تبریز امروز

کلیه حقوق این سایت متعلق به پایگاه خبری تبریز امروز بوده و استفاده از مطالب آن با ذکر منبع بلامانع است.
طراحی وتولید توسططراح وب سایت