Badania starożytnego falochronu pozwoliły uczonym na poznanie tajemnic doskonałego rzymskiego betonu. W połowie XX wieku betonowe struktury projektowano tak, by przetrwały 50 lat i wiele z nich już przekroczyło tę granicę. Obecnie projektujemy budynki, które mają wytrzymać 100-120 lat - mówi szef grupy badawczej, profesor Paulo Monteiro z Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab). Tymczasem wspomniany falochron przez ostatnie 2000 lat był zanurzony w Morzu Śródziemnym i przetrwał fizyczne oraz chemiczne oddziaływanie jego wód.
To nie oznacza, że współczesny cement nie jest dobry. Jest tak dobry, że produkujemy go 19 miliardów ton rocznie. Problem w tym, że wytwarzanie cementu portlandzkiego odpowiada za aż 7% przemysłowej emisji CO2 do atmosfery - wyjaśnia Monteiro.
Cement portlandzki służy jako spoiwo współczesnych cementów. Aby go uzyskać konieczna jest temperatura 1450 stopni Celsjusza. Rzymianie wytwarzali swój doskonały cement w temperaturze 900 stopni Celsjusza, zużywając przy tym znacznie mniej paliwa.
Rzymianie produkowali cement z mieszaniny wapna i skał wulkanicznych. Gatunek stosowany do struktur podwodnych składał się z wapna i popiołu wulkanicznego, a tak uzyskaną zaprawę mieszano z tufem i umieszczano w drewnianych formach. Po zanurzeniu w wodzie dochodziło do natychmiastowej gorącej reakcji. Wapno ulegało uwodnieniu i reagowało z popiołem. Powstawał wyjątkowo odporny cement.
Szczęśliwie dla nas, przetrwały opisy używanego popiołu. Witruwiusz, inżynier pierwszego cesarza Imperium Oktawiana Augusta, a później Pliniusz Starszy przekazali, że najlepszy cement do zastosowań w morzu wytwarzano z popiołów wulkanicznych z okolic Zatoki Neapolitańskiej. Szczególnie ceniono ten, który znajduje się w pobliżu współczesnego miasta Pozzuoli, zwany pucolana. Obecnie wiemy, że popiół tego typu i zbudowane z niego skały wulkaniczne występują w wielu miejscach na świecie.
Naukowcy wykorzystali wiele współczesnych narzędzi, takich jak np. Advanced Light Source z Berkeley Lab, eksperymentalne urządzenia z saudyjskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii im. Króla Abudllaha czy niemiecki synchrotron BESSY, dzięki którym poznali główne różnice pomiędzy cementem portlandzkim a cementem Rzymian.
Cement portlandzki składa się z wapnia, krzemianów i hydratów (C-S-H). Tymczasem cement rzymski to mieszanka wapnia, aluminium, znacznie mniejszej ilości związków krzemu oraz hydratów (C-A-S-H). Tworzą one wyjątkowo stabilny materiał wiążący. Z najnowszych badań wynika, że to dzięki szczególnemu sposobowi w jaki aluminium zastępuje związki krzemu Rzymianom udało się uzyskać niezwykle wytrzymały cement.
Inne zdumiewające odkrycie zespołu Monteiro pokazuje, że współczesnej technologii nie udało się uzyskać tego, na czym jej zależało, a co uzyskali Rzymianie. Teoretycznie struktura C-S-H w cemencie portlandzkim ma przypominać naturalnie występujący minerał tobermoryt. Niestety jego kryształów nie ma w cemencie portlandzkim. Są za to obecne w cemencie z czasów Imperium. Badania tych kryształów dowiodły, że ich połączenia z aluminium znakomicie zwiększa wytrzymałość cementu Rzymian i może być wzorcem dla cementu przyszłości. Jakby jeszcze tego było mało, w rzymskim cemencie znaleziono wiele innych minerałów, które mogą posłużyć do stworzenia cementu o wysokiej wytrzymałości nadającego się do przechowywania najbardziej niebezpiecznych odpadów.
Obecnie produkuje się cementy z dodatkiem popiołów wulkanicznych czy popiołów z elektrowni. Jednak przed badaniami Monteiro nie było wiadomo, jaki jest dokładny skład doskonałego ekologicznego cementu używanego w Imperium Rzymskim. Teraz wiemy, że wapno stanowiło wagowo mniej niż 10% rzymskiego cementu, że był on wytwarzany w temperaturze znacznie niższej niż cement portlandzki, że reagowało ono z bogatym w aluminium popiołem wulkanicznym oraz z wodą morską.
Pucolana jest ważna ze względu na praktyczne zastosowania. Może zastąpić nawet 40% światowego zapotrzebowania na cement portlandzki. A jej źródła są na całym świecie. Arabia Saudyjska nie posiada żadnych popiołów lotnych, ale ma całe góry pucolany - mówi Monteiro.

były filmiki jak Azjaci z proszku robia jajka, ryby, całe obiady... ale to już chyba wyższy level

przyjemnie się patrzy gdy ktoś naprawdę zna się na swojej robocie

Takie oto cuda techniki dziś napotkałem.

Zachodni projekt, japońska technologia, polska oszczędność w materiałach.

-Gdzie meiszkasz?
-W jaju!
-Jaja sobie robisz?

Wciąż się muszą wiele nauczyć

To musieli stworzyć naprawdę wybitni fachowcy...

Zwycięstwo myśli technicznej nad zdrowym rozsądkiem.