Древнеримский бетон умеет восстанавливаться

12.01.2023

Группа исследователей Массачусетского технологического института, Гарвардского университета и лабораторий в Италии и Швейцарии смогла восстановить давнюю технологию производства бетона. Инженеры считают, что этот материал выдержал тысячелетие благодаря "горячему смешиванию".

В процессе горячего смешивания обломки извести образуют хрупкую архитектуру наночастиц, создавая легко ломкий и реактивный источник кальция, обеспечивающий способность бетона восстанавливаться. Крохотные трещины, формируемые в бетоне, проходят через обломки извести с большой площадью поверхности. При реакции с водой этот материал образует насыщенный кальцием раствор, превращающийся в карбонат кальция и быстро заполняющий трещину.

В своей работе инженеры обратили внимание на то, что древние образцы бетона содержат небольшие характерные ярко-белые минеральные элементы миллиметрового масштаба. Эти образования, формируются из извести, одного из ключевых компонентов древней бетонной смеси. Ранее ученые считали, что эти образования - следствие некачественного размешивания смеси.

Новое исследование предполагает, что именно эти крохотные обломки извести обеспечивают бетону способность к самовосстановлению. Ученые изучили обломки извести с использованием изображений с высоким разрешением и методов химического картирования. Исследование показало, что белые включения действительно состоят из разных форм карбоната кальция, образовавшихся при экстремальных температурах.

Ранее считалось, что когда известь добавляли в римский бетон, его сначала смешивали с водой, образуя пастообразный материал в процессе, известном как тушение. Наличие следов материалов, образовавшихся при высоких температурах, говорит об использовании негашеной извести вместо или в дополнение к гашеной извести в смеси.

Это возможно в процессе горячего смешения. При этом процессе весь бетон нагревается до больших температур. В результате химических реакций образуются химические вещества, связанные с высокой температурой соединения, которые в противном случае не образовались.

Эксперименты с материалами, приготовленными по старинной технологии, подтвердили гипотезу: бетон, изготовленный с использованием горячего смешения, демонстрировал способность к восстановлению и лучшую прочность. Этот подход вполне можно использовать и для современного производства.

<< Назад: Новый способ охлаждения воздуха 12.01.2023

>> Вперед: Вентилятор, помогающий дышать 11.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Мыши и лечение заикания 22.04.2016 Ученые из университета Вашингтона в Сент-Луисе (США) под руководством нейробиолога Терры Барнс (Terra Barnes) вывели генетически модифицированных мышей, которые "заикаются" во время писка. Они могут стать полезной моделью, с помощью которой можно изучать причины заикания у людей. Лабораторные грызуны также могут пролить свет на то, какие мутации в гене Gnptab может вызывать расстройства речи. Заикание - наиболее распространенное расстройство речи у людей во всем мире. В одних только Соединенных Штатах этим недугом страдает каждый сотый человек. Тем не менее, причины, которые его вызывают, до сих пор недостаточно изучены. Несколько лет назад ученые обнаружили, что заикающиеся люди зачастую имеют мутации в гене, называемом Gnptab. Этот ген отвечает за выработку белка, который регулирует выработку ферментов, расщепляющих отходы жизнедеятельности в клетках и перерабатывающих старые клеточные механизмы. Мутации других генов в этой системе, как известно, приводят к тяжелым заболеваниям, например, синдрому Тея-Сакса. Для того, чтобы разобраться, какие именно мутации в Gnptab приводят к заиканию, исследователи вывели популяцию мышей, с изменениями в этом участке генома. Ученые также разработали специальную компьютерную программу, определяющую наличие заикания. Она показала, что у мышей с мутациями в участке Gnptab периоды вокализации были редки, а паузы - длиннее, чем у нормальных мышей. Тем не менее, на физическом и когнитивном уровнях мыши с "заиканием" ничем не отличались от своих здоровых собратьев. "Теперь мы можем попытаться определить, какой именно участок мозга влияет на процесс заикания", - сказал Терра Барнс.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025