Laatst bijgewerkt op 7 september 2023 door Ecologisch leven
Het getuigt van menselijke intelligentie om een eeuwenoud bouwwerk van duizenden jaren oud te kunnen observeren. Neem bijvoorbeeld de Egyptische piramides - mensen twisten nog steeds over hoe ze gebouwd zijn. Er wordt vaak gezegd dat we zelfs met de technologie van vandaag moeite zouden hebben om dergelijke prestaties na te bootsen.
Hoeveel kennis en wijsheid is er in de loop der jaren verloren gegaan? We zullen het misschien nooit weten. Maar misschien hebben we onlangs ontdekt hoe sommige Romeinse bouwwerken 2000 jaar hebben standgehouden. Bovendien kunnen we deze geheimen misschien wel gebruiken voor onze eigen gebouwen!
De blijvende erfenis van de oude Romeinse architecten blijft wetenschappers en ingenieurs fascineren.
De ontdekking van wat oude Romeinse betonnen gebouwen zo duurzaam maakt, heeft nieuwe mogelijkheden geopend. Met deze nieuwe kennis kunnen we de uitstoot van kooldioxide verminderen en een revolutie ontketenen in moderne gebouwen.
Dit artikel onderzoekt de fascinerende eigenschappen van zelfhelend beton. We zullen ook onderzoeken hoe oude wijsheid kan worden gebruikt als een duurzame oplossing voor de toekomst.
Inhoudsopgave
De geheime ingrediënten die de Romeinen in hun beton stopten
Romeins beton heeft de tand des tijds meer dan twee millennia. In schril contrast hiermee gaat modern beton, ondanks onze superieure technologie, lang niet zo lang mee. Modern beton overleeft ook niet zo goed in zout water, in tegenstelling tot zijn Romeinse tegenhanger.
Romeins beton was geen lukraak mengsel van ingrediënten, maar de Romeinen deden veel onderzoek en experimenteerden met de samenstelling ervan.
Het geheim van de sterkte ligt in het gebruik van een speciaal recept. Het beton van tegenwoordig is sterk afhankelijk van portlandcement. De Romeinen gebruikten een mengsel van kalk, vulkanische as (pozzolan) en water.
Pozzolaan was een belangrijk ingrediënt dat de sterkte en duurzaamheid van het beton verbeterde. Pozzolan is een reactieve vulkanische as die afkomstig is uit het Pozzuoli-gebied in de baai van Napels, in de buurt van de Vesuvius.
Pozzolaan komt al voor in het oostelijke Middellandse Zeegebied sinds 500-400 voor Christus. Het werd voor het eerst gebruikt door de oude Grieken, maar het waren de Romeinen die het tot zijn volle potentieel ontwikkelden.
Het mysterie van kalkstenen
Recente studies van Romeinse betonmonsters hebben licht geworpen op een belangrijk kenmerk: de aanwezigheid van kalkkorrels.
Kalkkorrels zijn zwevende kalkbrokken die het resultaat zijn van een techniek die bekend staat als 'heet mengen'. In tegenstelling tot de traditionele methode om ongebluste kalk te hydrateren, wordt bij heet mengen ongebluste kalk direct aan het betonmengsel toegevoegd zonder het eerst te hydrateren.
In het hele Romeinse Rijk zijn deze kalkkorrels in beton gevonden. Het is waarschijnlijk dat deze kalkstenen niet toevallig zijn. Men denkt dat de opzettelijke opname van grote kalkstenen in de betonmatrix de sleutel is. En is de echte reden waarom Romeins beton uitzonderlijk duurzaam is.
Men denkt dat de duurzaamheid en sterkte van Romeins beton te danken is aan een unieke chemische reactie tussen zeewater, puzzolaan en ongebluste kalk.
Hierdoor ontstond een zeldzaam kristal dat tobermoriet wordt genoemd. Terwijl zeewater in kleine scheurtjes sijpeldeHet reageerde met fillipsiet, dat van nature voorkomt in vulkanisch gesteente, om aluminiumhoudende tobermorietkristallen te vormen.
Deze verbinding wordt door sommigen beschouwd als potentieel "het duurzaamste bouwmateriaal in de menselijke geschiedenis".. In schril contrast hiermee vertonen moderne betonnen constructies die aan zeewater worden blootgesteld vaak al binnen enkele tientallen jaren tekenen van verslechtering.
Zelfhelend beton
Voortbouwen op de kennis uit Romeins beton, Wetenschappers hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt in de ontwikkeling van zelfhelend beton..
Deze geavanceerde technologie stelt beton in staat zichzelf te repareren, waardoor de levensduur wordt verlengd en er minder onderhoud nodig is.
Wanneer zich scheuren vormen in zelfhelend beton, dringt water door de kalkkorrels heen. In aanwezigheid van water brengen deze kalkkorrels een herkristallisatieproces op gang dat de scheuren effectief afdicht.
Laboratoriumproeven hebben aangetoond dat beton geproduceerd met de "warme mengmethode" opmerkelijke zelfhelende eigenschappen kan vertonen. Scheuren in het beton kunnen al na twee weken dichtgroeien.
Milieu-implicaties en duurzaam bouwen
De milieueffecten van betonproductie kunnen niet worden genegeerd. Gewoon portlandcement is een essentieel onderdeel van modern beton, maar de productie ervan heeft een ernstige impact op het milieu. Voor elke ton Portlandcement die wordt geproduceerd, wordt tot één ton CO2 uitgestoten.
In 2021 was de betonproductie goed voor ongeveer 7 procent van de wereldwijde koolstofuitstoot. Als de vraag naar beton blijft stijgenwordt het steeds belangrijker om de impact op het milieu te verminderen.
Een manier om deze impact op het milieu te verminderen is het gebruik van zelfhelend beton, zoals de Romeinen deden. Betonnen constructies die langer meegaan met minder reparaties kunnen hun economische levensduur verbeteren en het milieu helpen. We kunnen structuren creëren die de tand des tijds beter doorstaan.
Oude wijsheid toepassen op moderne bouw
De herontdekking van de geheimen van Romeins beton biedt een opmerkelijke kans voor duurzaam bouwen. Het verwerken van puzzolaan en kalkkorrels in de moderne betonproductie zou de weg kunnen vrijmaken voor duurzamere, milieuvriendelijkere constructies. Er is echter verder onderzoek en ontwikkeling nodig om deze technieken te optimaliseren voor moderne toepassingen.
Wetenschappers, ingenieurs en bouwkundigen werken samen om de samenstelling en productie van Romeins geïnspireerd beton te verfijnen. Het doel is om een beton te produceren dat net zo sterk en duurzaam is als Romeins beton, of mogelijk zelfs beter.
Als we gebouwen kunnen maken die langer meegaan, zal hun waarde enorm toenemen. De eigenaars van deze duurzame gebouwen zullen op de lange termijn geld besparen.
Daarnaast kan het onderzoeken van het gebruik van lokale en milieuvriendelijke materialen bij de productie van beton de duurzaamheid verder verbeteren.
Onderzoekers zijn actief bezig met het onderzoeken van alternatieve opties die de CO2-uitstoot kunnen minimaliseren en de afhankelijkheid van niet-hernieuwbare bronnen kunnen verminderen. Deze omvatten zaken als gerecyclede aggregaten tot bindmiddelen op biologische basis.
Conclusie
De blijvende erfenis van Romeinse gebouwen blijft wetenschappers en ingenieurs inspireren in hun zoektocht naar duurzame bouwoplossingen.
Door de samenstelling en technieken die de Romeinen gebruikten te begrijpen, kunnen we de duurzaamheid en milieuvoordelen van oud beton benutten voor de moderne wereld.
Het doelbewust toevoegen van kalkkorrels en de ontwikkeling van zelfhelend beton bieden veelbelovende manieren om CO2-emissies verminderen. Bovendien kunnen we deze oude wijsheid gebruiken om de levensduur van constructies te verlengen en groene bouwpraktijken te bevorderen.
Door inspiratie te halen uit het verleden hebben we de mogelijkheid om een duurzamere toekomst te creëren. Een toekomst waarin betonconstructies de tand des tijds doorstaan en het milieu behouden blijft.
Veni, Vidi, Vici (We kwamen, we zagen, we overwonnen)
Julius Caesar, Romeins keizer.
