Римский бетон состав своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 18.09.2024
Краткая информация что такое портландцемент
Такой вопрос: а как строили раньше? Неужели все древние кирпичные и каменные кладки в Европе замешивали на гипсе? Ведь гипсовый раствор и бетонный – имеют разную прочность и долговечность. Но европейские замки, крепости и дворцы стоят столетиями до сих пор. Неужели римский бетон никто не использовал в Европе? Должна же была эта технология остаться потомкам.
Помню со школы, что на уроке истории нам рассказывали: древние строители не знали цемента и в качестве связующего добавляли куриные яйца. Точного ответа зачем – нет. Есть только предположения, что известковый раствор при этом получался прочнее.
Книга пережила несколько изданий. В 1931г. – это ее далеко не первое и не второе издание. Но это все дорогие и зачастую сложные рецепты для имитации каменных пород. Были и другие, простые и кустарные способы получить надежное связующее для каких-то изделий, в частности для раствора, на котором держится кладка строений.
У одного своего знакомого на его канале в Яндекс.Дзен (Записки Старого Строителя) нашел выдержки из другой книги: О. Мильчевского “Технолог-Практик”. Книга 1868г., 933 стр. - сборник различных старинных технологий. И в том числе – получение связующих. Смотрим, читаем:
Как узнали выше, портландцемент – это по сути и есть обожженная и измельченная глина и известь. Здесь – тоже самое. Только еще добавили шлак, золу, продукт от сжигания каменного или бурого угля. Но почему-то этот вид бетона набирает прочность 5-6 дней, а не как на основе портландцемента (60-80% прочности за 3 дня). Эту золу, кстати, добавляют и в современный портландцемент.
Знакомая упаковка. Каждый строительный сезон опустошаю десятки таких мешков.
Может быть, поэтому был такой высокий спрос на поташ (древесную золу)? Не порох из золы делали, а цемент. Нужна была зола именно в строительстве. К древесной золе мы еще вернемся чуть ниже…
Про портландцемент тоже есть выдержка в этой книге. Кстати, он мог завоевать свои позиции и иметь такое распространение именно по причине скорости схватывания. Как известно, он твердеет уже через час с небольшим. В жару – еще быстрее (а в автоклаве с большим давлением и температурой – еще быстрее и набирает большую прочность).
Ссылка на книгу
И здесь используется зола.
Попалось видео, где деревенский умелец тоже делает штукатурный раствор из древесной золы. Вот его практический способ:
Состав: Зола – гашеная известь – поваренная соль в пропорции (6-3-1). Результат на видео. Возможно, прочность не как у современных штукатурных составов на основе портландцемента или как у бетона. Но для деревенских задач смесь подходит. Возможно, эту штукатурку нужно в течении нескольких дней поливать водой для завершения процесса гидратации цемента. Тогда прочность будет еще выше.
Кладка Колизея на римском бетоне
В дополнении к этой теме можно вспомнить римский бетон, в состав которого добавляли вулканический пепел. Это, по сути, тот же шлак или зола из рецептов выше. Т.е. измельченная и обожженная порода (в составе глины и известняки) вулканом.
Несколько лет назад я пробовал оценить на прочность раствор, на котором сложена кладка водопропусков в насыпях старого Транссиба:
Прочность раствора в швах поразительная. Раствор практически не царапался и не оставлял меловых следов на пальцах.
Исходя из этой информации, вспомнил про старые фотографии строительства этих водопропусков Танссиба. В глухой тайге мастеровые как-то умели делать связующее (цемент), который и сейчас не потерял прочность.
Технологи говорят, что марочные бетоны с годами только набирают прочность (если не разрушаются морозными циклами).
Вероятно старые мастера получали древесную золу, смешивали ее с известью и получали раствор для кладки. На то время: конец 19 в, начала 20 в., в России существовал один завод по производству портландцемента. И весь цемент получали кустарным способом по старинным технологиям. Часть из которых я привел выше.
***
Можете поддержать автора, пройдя по ссылке: дубликат статьи - там тоже есть комментарии.
Группы в соцсетях и другие площадки, где выкладываются ссылки на материалы журнала:
ВК-sibved
ФБ-sibved
Яндекс.Дзен
Плей-лист с озвученными статьями в youtube
Бетон, изготовленный более 2000 лет назад в Древнем Риме, оказался более качественным, чем современные аналоги!
Международная группа исследователей, возглавляемая ученым Пауло Монтейро из Berkeley Lab (американской национальной лаборатории Лоуренса в Беркли), изучила состав волнореза, возведенного древними римлянами около 2000 лет назад. В результате исследования выяснилось, что волнорез, 20 веков простоявший в водах Средиземного моря, по своей прочности и экологичности превосходит большинство сооружений из современных марок бетона. Ученые пришли к выводу, что древнеримский рецепт изготовления бетона может быть успешно применен и в наши дни – это снизило бы вред для окружающей среды и, кроме того, принесло бы существенную экономическую выгоду.
Основная часть бетонных конструкций, возведенных в середине ХХ-го века, рассчитывалась на 50-летний срок эксплуатации, и поэтому в наши дни многие из них уже находятся в предаварийном состоянии. Здания, строящиеся в последние годы, рассчитываются уже на более долгий срок – 100–120 лет. Но и эти цифры выглядят более чем скромно по сравнению со сроком службы портовых сооружений Древнего Рима, выдержавших 2000 лет агрессивного воздействия морской воды – как химического, так и механического.
Цемент, который производили древнеримские строители, состоял из смеси извести и вулканической породы. Для портовых сооружений, которые монтировались в воде, существовал особый рецепт цемента – известь и вулканический пепел (данные об этой технологии были записаны Витрувием около 30 года до н.э.). Смесь извести и пепла помещалась в деревянные формы, куда затем добавлялась морская вода, что вызывало высокотемпературную реакцию гашения извести. Результатом этого процесса являлись сверхпрочные цементные блоки. Химический состав склеивающего вещества таких блоков был сложнее, чем современный: кальций–алюминий–силикат–гидраты (Сa–Аl–Si–H), а не кальций–силикат–гидраты (Сa–Si–H), как в наши дни. То есть, в римском бетоне, в отличие от современного, содержался алюминий, а количество кремния (Si) в нем было меньше.
Согласно анализам, для производства древнеримского цемента требуется более низкая температура и используется на 10% меньше извести, чем при изготовлении портландцемента. Полученный при такой технологии цементный блок (или другая конструкция) прослужит рекордно долго, поскольку добавление морской воды и вулканической золы обеспечивает высокую химическую стабильность такого цемента.
Однако в современном мире вряд ли будет налажено производство римского бетона в промышленных масштабах – ему требуется слишком долгое время, чтобы достаточно затвердеть. Но в странах, располагающих большими запасами вулканического пепла, возрождение древней технологии может быть экономически рационально – например, на территориях Саудовской Аравии, где мало ресурсов золы-уноса (продукта сжигания угля, используемого при изготовлении экологически чистого бетона).
Глава II. Опус цементуя — римский бетон 27
Как появился бетон 27
От псевдобетона до Пантеона 31
Клей для бетона 39
Пять чудесных превращений 43
Рецепты римского бетона 47
Секрет долговечности римского бетона 51
Глава III. Польза, прочность и красота 60
Все дороги ведут в Рим 60
Гордость Древнего Римах 66
Потребители вод 72
Инженерные сооружения 78
Домусы, инсулы и их оборона 86
Пантеон — храм всех богов 92
Хлеба и зрелищ 102
Заключение 107
PEKЛAMA: 500 РАДИОСПЕКТАКЛЕЙ НА SD 64GB — ГДЕ.
BAШA ПОМОЩЬ ПРОЕКТУ: ЗАНЕСТИ КОПЕЕЧКУ — КУДА.
Глава 1
СТРОИТЕЛЬНОЕ ИСКУССТВО ДРЕВНИХ РИМЛЯН
РАЗДЕЛЯЙ И ВЛАСТВУЙ
Дело то римским мужам привычно. Полезно для славы.
Гораций
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ (АНТИЧНЫЕ ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СООРУЖЕНИЙ)
Передавался груд к потомкам, от отца,
По каждый камень, взвешен а размерен,
Ложился в свой перед по замыслу творца.
И линий общий строй был строг и верен,
И каждый малый свод продуман до конца.
В. Брюсов
ИЗ ЧЕГО СТРОИЛИ В ДРЕВНЕМ РИМЕ
Камни, полдень, пыль и молот Камни, пыль и зной.
В. Брюсов
Человек, просвещенный открытиями своих отцов
Получил в наследие их мысли.
Гельвеций
Глава II
ОПУС ЦЕМЕНТУМ — РИМСКИЙ БЕТОН
КАК ПОЯВИЛСЯ БЕТОН
Откуда навык этот — неведомо.
Гораций
ОТ ПСЕВДОБЕТОНА ДО ПАНТЕОНА
И доныне неизменно
Все хранит здесь явный след
Прежней дерзости и мощи,
Над которой смерти нет.
В. Брюсов
КЛЕЙ ДЛЯ БЕТОНА
Этому искусству уже много тысяч лет.
А. Куприн
ПЯТЬ ЧУДЕСНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
В этом горниле вселенной,
В этом смешеньи всех сил и веществ.
В. Брюсов
РЕЦЕПТЫ РИМСКОГО БЕТОНА
Теперь реальным стало только то,
Что можно было взвесить и измерить.
Коснуться пястью, выразить числом.
М. Волошин
СЕКРЕТ ДОЛГОВЕЧНОСТИ РИМСКОГО БЕТОНА
В стремленье ввысь, величественно смелом.
Вершилось здание свободным острием,
1 И было конченным, и было целым,
Спокойно замкнутым в себе самом.
В. Брюсов
Глава III
ПОЛЬЗА, ПРОЧНОСТЬ И КРАСОТА
ВСЕ ДОРОГИ ВЕДУТ В РИМ
Дорог строитель чудотворный, Народ Трояна Твой завет, Спокойный, строгий и упорный, В- гранит и мрамор здесь одет.
В. Брюсов
ГОРДОСТЬ ДРЕВНЕГО РИМА
Акведуки — главное свидетельство величия Римской Империи
Фронтин
Хоть и малы эти бани,
но зданье их сладостно взору:
Так же, как роза в садах, как и фиалок букет:
Палатинская эпиграмма
ДОМУСЫ, ИНСУЛЫ И ИХ ОБОРОНА
Готово, отделано здание дома.
Отлично по линейке.
И хвалят все строителя,
Берут себе в пример.
Плавт
ПАНТЕОН — ХРАМ ВСЕХ БОГОВ (О СВОДЧАТЫХ ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ)
Из серых камней, выведенных строг Являли церкви мощь свободных сил В них дух столетий смело воплотил И веру в гений свой, и веру в бога.
В. Брюсов
Римский народ сдержан теперь И о двух лишь вещах беспокойно мечтает,
Хлеба и зрелищ.
Ювенал
Римляне использовали бетон для создания многих известных сооружений, таких как Пантеон, рынки Траяна в Риме, а также огромные морские сооружения волнорезы для защиты гаваней.
Предметом исследования учёных стали бетонные сооружения-волноломы, которые соорудили римляне в порту Остии (ныне район Рима), Орбетелло, Поццуоли и Анцио. Эти сооружения, построенные в море, не только не разрушались от морской воды, но делались прочнее. Это отличает римский бетон от современного, который напротив, от контакта с водой разрушается из-за образования в нём щелочно-силикатного геля. Металлическая арматура современного бетона хоть и упрочняет конструкцию, но в воде металл ржавеет.
Тоберморит алюминия имеет кристаллы, подобные тем, что образуются в вулканических породах, при реакции вулканического пепла с известью и морской водой, скрепляют конструкцию изнутри, усиливают цемент и препятствуют его хрупкости.
Проведя дополнительные анализы древнего бетона исследователи обнаружили, что в нём появились новые минералы, в том числе филлипсит (лат.phillipsite) — каркасный силикат из группы цеолитов. Исследователи предполагают, что под действием морской воды проникающей в бетон в волнорезах и в морских причалах, растворяются компоненты вулканического пепла и происходит выращивание новых минералов.
Таким образом, чем дольше бетон находится в морской воде, тем больше образуется кристаллов, которые склеивают древний берон изнутри, делая его только прочнее со временем.
Учёные пытаются раскрыть секреты римского бетона, чтобы воссоздать его аналог в будущем. По их словам, которые приводит пресс-релиз, древний бетон менее прочный на сжатие, чем современный, так что его аналог использовать повсеместно было бы непрактично. Но так как он намного долговечнее современного, то мог бы пригодиться для тех же целей, что и использовался в исследованных образцах — для строительства молов, стен для укрепления берега и волноломов, или в строительстве приливных электростанций, где не так критична прочность на сжатие, но не помешает долговечность.
Древнеримский бетон и порты. ROMACONS проект буровые площадки, зелёные круги: 1 = Порт Cosanus, 2 = Порт Траян, 3 = Порт Neronis, 4 = Baianus Sinus. Вулканические районы, красные треугольники
На земле не так уж много мест, где есть значительные запасы вулканического пепла нужной консистенции, но восстановление этой технологии может быть экономически оправданно. Сейчас учёные думают над тем, как заменить недостающие компоненты для производства ультра прочного бетона в промышленных масштабах.
К этому выводу пришла международная команда исследователей во главе с ученым Пауло Монтейро из Berkeley Lab, изучая химические секреты древнеримского волнореза, который 2000 лет простоял в водах Средиземного моря. Анализ проб древнеримского бетона показал, что он превосходит распространенные марки современного бетона по прочности, а главное – по экологичности. Ученые заявляют, что древний рецепт можно успешно использовать и сегодня и это не только принесет экономическую пользу, но и снизит вред для окружающей среды.
Древние римляне изготавливали выдающийся цемент, который во многом превосходил многие современные марки данного стройматериала
Надо отметить, что все вышесказанное не говорит о том, что современный бетон плох, но так называемый портландцемент (основной вид цемента на основе силикатов кальция) загрязняет воздух парниковым газом. На мировое производство 19 млрд. тонн цемента ежегодно приходится 7% от общих техногенных выбросов углекислого газа. Это связано с тем, что для изготовления портландцемента необходимо нагреть смесь известняка и глины до 1450 градусов Цельсия, а это требует сжигания ископаемого топлива.
Ученые обнаружили, что в своем рецепте цемента римляне использовали гораздо меньше извести и производили цемент при температуре 900 градусов Цельсия – в промышленных масштабах это существенная экономия ресурсов и сокращение выбросов CO2 от сжигания топлива.
Суть в том, что римские строители производили цемент, смешивая известь и вулканические породы. Для морских сооружений применялся особый цемент: смесь извести и вулканического пепла. Эту смесь помещали в деревянные формы, куда добавляли морскую воду, которая мгновенно вызывала высокотемпературную химическую реакцию гашения извести. В итоге получались прочнейшие цементные блоки, основным склеивающим веществом в которых является не соединение кальций-силикат-гидраты (C-S-H), а кальций-алюминий-силикат-гидрат(C-A-S-H).
Проще говоря, римский бетон отличался от нынешнего добавлением алюминия и меньшим количеством кремния. Расчеты показали, что римский цемент требует для производства на 10% меньше извести и более низкую температуру, в сравнении с портландцементом. Добавление вулканической золы и морской воды формирует высокостабильный цементный блок либо другую бетонную конструкцию, которая прослужит намного дольше обычного.
Плюсом является то, что сырья для римского цемента в избытке, например в Саудовской Аравии. По приблизительным оценкам исследователей, римский цемент может занять до 40% современного рынка этого стройматериала.
Читайте также: