بتن رومی ، جدیدترین نوع بتن در دنیا

بتن رومی (opus caementicium) ماده‌ای بود که در روم باستان برای ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گرفت.

بتن رومی بر اساس یک سیمان تنظیم کننده هیدرولیک ساخته شده بود.

به دلیل ترکیب خاکستر پوزولانی، که از گسترش ترک جلوگیری می‌کند، دوام دارد.

در اواسط قرن اول، این مواد به طور مكرر اغلب به صورت آجری، مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

اگرچه تغییرات در مجموع باعث چیدمان متفاوت مواد می‌شد.

بتن رومی از سنگ و سیمان ساخته شده است.

بتن مدرن برخی از بتن‌های رومی می‌توانستند در زیر آب تنظیم شوند که برای پل‌ها و دیگر ساخت و سازهای کنار دریا مفید بود.

ویتروویوس، در حدود 25 سال قبل از میلاد در ده کتاب خود در زمینه معماری، انواع مختلفی را که برای تهیه ملات آهک مناسب است، متمایز کرد.

او برای ملات‌های سازه‌ای، پوزولانا (pulvis puteolanus) شن‌های آتشفشانی حاصل از بسترهای پوزوئولی را که در آن ناحیه،  اطراف ناپل به رنگ زرد و خاکستری و در نزدیکی رم به رنگ قهوه‌ای مایل به قرمز وجود داشت را توصیه کرده است.

در اواسط قرن اول، اصول ساخت بتن در زیر آب برای سازندگان رومی کاملاً شناخته شده بود.

شهر قیصریه اولین نمونه شناخته شده‌ای بود که در چنین مقیاس وسیعی از فناوری بتن رومی زیر آب استفاده شده است.

برای بازسازی رم پس از آتش‌سوزی در سال 64، که بخش‌های زیادی از شهر را ویران کرد، در قانون جدید ساختمانی نرو، بتن بصورت آجری وجود داشت.

به نظر می‌رسد این امر باعث تشویق صنعت آجر و بتن شده است.

بتن رومی مانند هر بتن، از یک ملات سنگین و هیدرولیکی، از یک چسب مخلوط با آب که با گذشت زمان سخت می‌شود تشکیل شده است.

این سنگدانه‌ها متنوع بوده و شامل قطعات سنگ، کاشی و سرامیک و آوارهای آجری از بقایای ساختمان‌های قبلا تخریب شده بوده است.

در این بتن، گچ و آهک زنده به عنوان چسب استفاده شدند.

گرد و غبارهای آتشفشانی، که پوزولان بتن نامیده می‌شوند، از آنجا که می‌توان آنها را راحت بدست آورد، ترجیح داده می‌شوند.

پوزولان، مقاومت بتن را نسبت به بتن امروزی در برابر آب نمک بیشتر می‌کند.

ملات پوزولانی مورد استفاده دارای مقدار زیادی آلومینا و سیلیس است.

از توف اغلب به عنوان جمع استفاده می‌شد.

بتن و به ویژه ملات هیدرولیک مسئول انسجام آن، نوعی سرامیک ساختاری است.

کاربرد آن تا حد زیادی از خاصیت رئولوژیکی آن در حالت خمیر ناشی می‌شود.

تنظیم و سخت شدن سیمان‌های هیدرولیکی حاصل از هیدراتاسیون مواد و فعل و انفعالات شیمیایی و فیزیکی این محصولات هیدراتاسیون است.

بتن رومی از انعطاف پذیری کمی برخوردار بود، اگرچه مقاومت در برابر تنش‌های کششی را نیز حفظ کرد.

تنظیم سیمان‌های پوزولانی اشتراک زیادی با تنظیم سیمان پرتلند مدرن دارند.

ترکیب بالای سیلیس سیمان‌های پوزولانی رومی بسیار نزدیک به سیمان مدرن است.

سرباره کوره بلند، خاکستر بادی یا بخار سیلیس به آن اضافه شده است.

بتن دریایی روم که از واکنش آب دریا با مخلوط خاکستر آتشفشانی و آهک برای ایجاد یک کریستال نادر به نام توبرموریت بهره می برد، در برابر شکستگی مقاومت می‌کند.

همانطور که آب دریا در داخل ترک‌های ریز بتن روم نفوذ می‌کند، با فیلیپسیت که به طور طبیعی در سنگ آتشفشانی یافت می‌شود، واکنش نشان داده و کریستال‌های توبرموریت آلومینیومی ایجاد می‌کند.

بتن رومی با دوام‌ترین مصالح ساختمانی در تاریخ بشر است.

در مقابل، بتن مدرن در معرض آب شور طی چند دهه خراب می‌شود.

مقاومت فشاری برای سیمان‌های پرتلند مدرن معمولاً در سطح 50 مگاپاسکال (7300 psi) است.

از سال 1860 تقریباً ده برابر بهبود یافته است.

 هیچ داده مکانیکی قابل مقایسه‌ای برای ملات‌های باستانی وجود ندارد.

اگرچه برخی از اطلاعات در مورد مقاومت کششی ممکن است از ترک خوردن گنبدهای بتونی روم استنباط شود.

این مقاومت‌های کششی به طور قابل توجهی از نسبت آب و سیمان مورد استفاده در مخلوط اولیه متفاوت است.

در حال حاضر، هیچ راهی برای تعیین نسبت آب و سیمان رومی‌ها وجود ندارد.

بتن معمولی که امروزه در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد از موادی مانند سیمان پورتلند، شن و ماسه، سنگ آهک، رس، گچ و… تشکیل می‌شود.

بتن باید ساخته شده نباید در طول زمان هیچ کنش و واکنشی در آن صورت نگیرد.

زیرا با گذشت زمان باعث فرسایش بتن می‌شود.

سازه‌های بتنی مدرن طوری طراحی می‌شوند که مجبور به تحمل نیروهای کششی و تقویت آن بر این اساس باشند.

این در حالی است که سازه‌های بتن رومی طوری طراحی می‌شد که در معرض تنش قرار نگیرند.

امروزه با وجود آگاهی یافتن از کیفیت بالای بتن مورد استفاده رومیان، علت اصلی استفاده نکردن از این بتن این است که نحوه تهیه و ساخت آن به طور دقیق در دسترس نیست.

مواد تشکیل دهنده بتن ساختمان‌ها و سازه‌های رومی از خاکستر آتشفشان، آهک، و آب دریا و ماده‌ای معدنی به نام آلنوبرموریت و فیلیپسیت که به وفور در آن وجود داشت، ایجاد می‌شد.

بر اساس واکنش‌های شیمیایی که در رسوبات خاکستری رخ می‌داد، بتن ساخته می‌شد.

این خاکستر همان آتشفشان بوده که در اثر واکنش با مواد دیگر، بتن بسیار مقاوم و پایداری را به وجود می‌آورد.

این بتن با گذشت زمان با برخورد آب به آن، با انجام واکنش‌های شیمیایی موجب تقویت شدن بیشتر بتن می‌شد.

علت اصلی تولید بتن با کیفیت رومی‌ها در دسترس بودن مواد طبیعی بود.

این طور نبود که آنها از فناوری‌های بخصوصی استفاده کرده باشند که امروزه قابل دستیابی نباشد.

همچنین ویژگی اصلی بتن رومی نه قوی‌تر بودن آن، بلکه بادوام بودن آن در طول زمان می‌باشد.

همچنین بتن رومی در مقابل فرسایش بسیار مقاوم بود.

بتن مدرن که امروزه در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می‌گیرد خیلی زود دچار فرسودگی شده و با یک زلزله شدید کاملاً از بین می‌روند.

تحقیقات علمی اخیر در مورد بررسی بتن رومی به دلیل دوام زیاد، طول عمر بالا و اثرات محیطی کمتر، شرکت‌ها و شهرداری‌ها شروع به استفاده از بتن به سبک رومی در آمریکای شمالی کرده‌اند.

آنها خاکستر بادی را با خاکستر آتشفشانی جایگزین کرده‌اند که دارای خواص مشابه است.

طرفداران ادعا می‌کنند که بتن ساخته شده با خاکستر آتشفشانی می‌تواند تا 60٪ کمتر هزینه داشته باشد.

زیرا به سیمان کمتری احتیاج دارد و به دلیل دمای پخت پایین و طول عمر بیشتر، اثر محیطی کمتری دارد.

مشخص شده است که نمونه‌های قابل استفاده از بتن رومی که در محیط‌های سخت دریایی قرار گرفته‌اند، قدمت 2000 ساله با سایش کم دارند.

کاری از گروه آموزشی استوارسازان