起先結果:古羅馬混凝土沒消亡啊?沒消亡,沒消亡。
次之,奇妙的古羅馬混凝土是個啥?
簡易的說便是先用石灰粉+火山灰+海面混和做成初始砂漿,以后初始砂漿+凝灰巖混和后灌進木制模貝等候干躁成形。很多運用于古羅馬18世紀和文藝復興時期工程建筑。圖中萬神廟的房頂用的便是這類混凝土(到今日已經仍然是世界最大的無支撐點混凝土拱頂,也是由于它跨距很大,因此才無法到頂)。
這類混凝土外型和今日用的混凝土差的算不上過多(表層更不光滑一些),但巨硬、十分牢固、十分耐艸。不僅不容易裂開,并且能夠巍然屹立數千年,當代混凝土(別名波特蘭水泥)應用限期100年算很高壽了。最重要的是古羅馬混凝土在生產制造全過程中造成的二氧化碳消耗量也僅有當代混凝土的1/3上下,內置環境保護光暈。
即然那么好,為何當今工程施工無需古羅馬混凝土?
最先是題主提及的火山灰,但并不是由于欠缺純天然火山灰資源,只是古羅馬混凝土本身的加工工藝難題:
古羅馬西北是薩巴提尼,西南是奧巴諾丘陵地形。這個貨盡管如今全是死火山,但之前經常噴。活躍期是60萬年以前,轉到休眠狀態應該是四十萬年以前,全是由板塊運動造成,這意味著著這兩個火山初期的噴涌并沒有在路面上沒留有過多溶巖。地表轉變造成 溶巖層升高,造成 土層土壤層等被加熱。爆發式火山鍛煉身體的話使土層固態的巖層和熔漿一起被轉化成微小的顆粒(也就是火山灰)并被噴出去,并另外產生火山和火山口。長期積累,大部分就給這張衛星圖片全范疇都蓋了2米多厚的火山灰(聽說現階段儲藏量還是很大的)。
火山成形后,再噴/流出去的便是溶巖,制冷后便是遍布在表面的石灰巖(和玄武巖一樣硬。不依靠智能化設備得話,十個壯男一小時上下采一塊),火山灰在最底層。另一方面,古羅馬離海洋自身沒多遠,這意味著著古羅馬附近有通向水域的淺水區海域,例如江河、熔洞、地表水脈等,在這種淺水區海域會堆積產生玄武巖。在這里二十萬年里,火山噴涌、地表形變等也造成 一部分白云石、白云石這類以碳酸氫鈣為主要成分的礦物質處在超高壓的情況,以后便會變為天然大理石。
長時間的堆積和自然因素下,古羅馬地域礦物質物質關鍵便是這種物品:石灰巖、天然大理石、白云石和白榴火山灰(porcellana)。而造成 如今少有些人立即用古羅馬混凝土的緣故之一就是這個白榴火山灰,主要成分是二氧化硅和三氧化二鋁,鋁元素成分高。
當代混凝土(波特蘭水泥)行為主體是石灰粉和黏土質原材料歷經高溫鍛燒后的物質構成的,主要成分是由熟石膏,氯化鎂三鈣,氯化鎂二鈣等構成。她們遇水后凝固產生的東西學名硫酸鈣,鋁硅酸鹽的一種。而白榴火山灰和石灰粉混和遇水后產生的是硅鋁酸鈣,是一種能夠提升界面區和粉細砂栽培基質的長久的鈣-鋁-鋁硅酸鹽。(ーー;)什么東東……
嘛,用工話說便是:實質上它還是鋁硅酸鹽,但鋁這類化學元素的添加,提高了其強度和延展性,因此不但比當代混凝土耐艸長久,延展性和強度也是大概1.3倍(應該是,不記得了)。
可是,也是由于鋁元素的存有,古羅馬混凝土的凝結周期時間是180天!!!!當代混凝土一般是28天上下。(⁎⁍̴̛ᴗ⁍̴̛⁎)
今日很多應用混凝土的關鍵緣故便是由于快,另外西方4人力成本也十分高,因此不管中國還是西方國家,除非是是有獨特要求,不然沒誰想要為追求完美一兩倍的性能而增加6倍的成本費和施工期
它是基本狀況。遇上錢多無處花或是特殊情況另說,該用還得用。例如: 扎哈的羅馬當代藝術博物館(通稱MAXXI)
MAXXI的特性是持續的斜面混凝土墻,有三百多米。為了更好地追求完美視覺效果感受,另外也是由于建筑構造要求,這種混凝土墻尤其厚。衍化的難題便是墻面開裂。
當代混凝土(也就是波特蘭水泥)是混凝土+石料(沙石這類的物品)放水拌和以后灌模以后凝固后成形的。灌模后,混凝土最先會由于凝固形成凝固物質(C-S-H)疑膠,像強力膠一樣在混凝土中具有粘接別的石料的功效。以后會逐漸凝結并硬底化,慢慢做到設計方案抗壓強度。表面混凝土凝固凝結后,內部的水化反應還未徹底完畢。混凝土自身會排熱,但排熱性能還不能讓內部混凝土凝固的熱獲得非常好的釋放出來,墻面內部的溫度便會高過外界溫度。內部會熱漲,而表層制冷,造成 非常容易裂開。
另外在全部全過程中,由于凝固前后左右化學物質的相對密度也不一樣(水份降低),因此凝結后的混凝土容積會比灌模時小7-9%。再加上內外凝結的速率不一樣,也非常容易造成 混凝土裂開。最后假如墻面不太厚,拆板以后就會有很有可能出現一些微小的3厘米十幾厘米的小縫隙。而一旦墻面越來越厚厚的,例如MAXXI這類,就會有較高的掉率展現讓你下面的圖這類多少米的大縫隙,十分的磕磣。
一般應對這類縫隙全是選用外掛軟件一些別的的原材料,把縫隙遮住,眼不見心不煩,終究縫隙實際上不太危害混凝土的性能,解決一下防潮就可以了。但別人是扎哈,大V驕縱,不但要外露混凝土初始表層,全部混凝土還務必緊閉,絲一樣的潤化,不可以有一個縫隙!
為了更好地處理裂開難題,MAXXI應用的便是古羅馬混凝土。緣故有三,一是場所文化傳統文化,終究這房屋在羅馬,因此用古羅馬技術性。另一方面是前邊說過的鋁元素的功效,古羅馬混凝土自身延展性好,不易裂開。最關鍵的緣故是古羅馬混凝土里石灰粉的使用量僅有當代混凝土的1/3上下,因此凝固全過程中產出率的發熱量也比當代混凝土低。產出率的發熱量越少,溫度遍布不均勻產生的傷害就越低,對避免 裂開有立即的增益值。即使如此,最終還是廢了非常大的氣力才作出MAXXI那一個沒有裂開的整潔光滑混凝土墻壁。
緣故2:今日工程建筑上應用的混凝土許多 情況下是建筑鋼筋混凝土
古羅馬混凝土比當代常見的波特蘭水泥性能好許多 它是客觀事實。但建筑鋼筋混凝土的性能是古羅馬混凝土的7倍+也是客觀事實,另外建筑鋼筋混凝土也更合適用以營造大跨距、室內空間透亮、大開窗通風等的室內空間。而當今工程建筑對這些方面度要求恰好又超過對抗壓強度的要求……
緣故3:古羅馬混凝土的核心優勢不顯著
古羅馬混凝土最有使用價值的優點是上千年屹立不倒和低碳環保。但今日的大城市廣泛不用能站上千年的珍貴文物,為了更好地城市的發展,絕大部分的工程建筑80年上下都是會被拆卸。因此除非是是具備獨特含實際意義的烈士陵園這類,一般沒候選人古羅馬混凝土。
第二個優點低碳環保。古羅馬混凝土用的石灰粉少,因此產出率的二氧化碳也少,因此低碳環保,它是十分有使用價值的。但以今日的科技進步而言,有一種物品叫再造石料混凝土,簡易的說便是把廢料的混凝土碎渣用來做石料,再次混凝土澆筑混凝土。它的工程造價比古羅馬混凝土劃算,低碳環保水平差不過多,施工期和波特蘭水泥一致,因此......另外也有一種技術性叫綠色生態混凝土,和再造石料混凝土類似,也是用大城市廢棄物造混凝土的技術性。但砂漿里加上了煤灰(煤點燃后的煙塵中收捕出來的細灰),產生的益處是這類混凝土“吃”(消化吸收)氣體里的二氧化碳,綠色環保水平更強。
結論:
古羅馬混凝土沒有消亡,了解秘方的人也許多,但在絕大部分狀況下,建筑設計師和施工單位都總會有很多更強的挑選,因此除開在試驗室里開發設計新式混凝土技術性,古羅馬混凝土一般沒有人參照和應用。
注:原文中涉及到了一些有關地質學和混凝土原材料基本原理的內容。我是學建筑規劃設計的,對地貌學和材料科學和水利學層面的關鍵點掌握的不精,假如哪兒闡述有什么問題,忘糾正。很有可能槽點許多 ,但我能開展改動直至沒有槽點已經。
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