ไขปริศนาผนังคอนกรีตโรมัน ทำไมทนทานอยู่นานกว่าสองพันปี

ไขปริศนาผนังคอนกรีตโรมัน ทำไมทนทานอยู่นานกว่าสองพันปี

ไขปริศนาผนังคอนกรีตโรมัน ทำไมทนทานอยู่นานกว่าสองพันปี

            นักวิทยาศาสตร์ค้นพบส่วนผสมลักลับของผนังคอนกรีตโรมัน ที่ทำให้มีความทนทานอยู่มานานถึง 2,000 ปี เผยเตรียมพัฒนาเพื่อนำมาใช้เป็น “วัสดุก่อสร้างทางเลือก” สำหรับอนุรักษณ์สิ่งแวดล้อมของโลกต่อไปในอนาคต

บทความนิตยสาร Time ระบุไว้ว่า นักวิทยาศาสตร์ได้ไขปริศนาความคงทนของผนังคอนกรีตโรมันได้แล้ว พร้อมกับนำมาศึกษาต่อว่ามันสามารถนำมาใช้ในกระบวนการทำคอนกรีตในปัจจุบันอย่างไรได้บ้าง ซึ่งโคลอสเซียม 1ใน 7 สิ่งมหัศจรรย์ของโลก ถือเป็นหนึ่งตัวอย่างของความสำเร็จทางวิศวกรรมโรมัน ที่แสดงให้เห็นถึงความเก่งกาจในการออกแบบ การก่อสร้างและภูมิปัญญาในการเลือกใช้วัสดุสำหรับก่อสร้าง ที่ให้ความทนทานนานนับศตวรรษ

ผนังคอนกรีตในปัจจุบัน จะเสื่อมสลายภายในระยะเวลาประมาณ 50 ปี

หากลองสังเกตดูก็จะพบว่าผนังคอนกรีตส่วนมากในยุคปัจจุบัน ที่พบเห็นได้ในสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ ทั้งสะพาน อาคาร ไปจนถึงถนนหนทาง มักมีการเสื่อมสลายและผุผังลงลงในระยะเวลาประมาณ 50 ปีเท่านั้น แต่เมื่อย้อนกลับไปดูในอดีตราวพันกว่าปีที่ผ่านมา อาคารคอนกรีตหลาย ๆ แห่ง ที่ถูกสร้างขึ้นในสมัยจักรวรรดิโรมันตะวันตกกลับมีความทนทนตั้งตระหง่านยั่งยืน จนเป็นที่ประจักษ์พยานของความสำเร็จด้านวิศวกรรมอย่างหนึ่ง

โดยเฉพาะสิ่งก่อสร้างจากคอนกรีตที่ต้องสัมผัสกับความเค็มของน้ำทะเล ที่ถูกขนานนามว่ามีคุณสมบัติความทนทานต่อการกัดกร่อนมากกว่าคอนกรีตทั่ว ๆ ไป ยกตัวอย่างเช่น ท่าเทียบเรือ และเขื่อนกั้นลม ในสมัยสมัยจักรวรรดิโรมัน ซึ่งเขื่อนกันคลื่นลมของโรมันที่ประเทศสเปน ก็ยังคงยืนหยัดทนต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเลอยู่ได้นานกว่า 2,000 ปี

ความลับที่ทำให้ผนังคอนกรีตโรมันทนทาน มาจากส่วนผสมเพียงไม่กี่อย่าง

รายละเอียดในงานวิจัยของมารี ดี. แจ็กสัน หัวข้อเรื่อง “สารฟิลิปไซต์และสารอัล-โทเบอร์มอไรต์” ในซีเมนต์ที่เกิดขึ้นระหว่างน้ำเย็นกับหินในสิ่งก่อสร้างทางทะเลของโรมันที่เข้าถึงแบบเปิด ซึ่งได้ระบุไว้ว่า กำแพงริมทะเลของโรมันที่ถูกสร้างขึ้นราว 2,000 ปีที่ผ่านมา ทนทานต่อองค์ประกอบที่กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีได้

โดยเชื่อว่าผนังคอนกรีตริมทะเลเหล่านั้นมีส่วนผสมที่สร้างความทนทาน ถึงแม้เวลาจะผ่านไปนานนับพันปี แต่ปูนซิเมนต์ในปัจจุบัน ซึ่งมักจะเสื่อมสลายและผุพังในเวลาราว 50 ปี และจะเร็วยิ่งขึ้นอีก เมื่อซิเมนต์นั้นสัมผัสกับน้ำทะเล

ทางด้านนักวิทยาศาตร์ได้ค้นพบว่า คอนกรีตของโรมันที่มีส่วนผสมเพียงแค่เถ้าภูเขาไฟ ปูนขาว และแร่ธาตุที่เรียกว่า อลูมิเนเรียม โทเมอร์มอไรต์ (aluminium tobermorite) คือสิ่งที่ทำให้คอนกรีตของโรมันมีความแข็งแกร่งและป้องกันการแตกจากการขยายตัวได้อีกด้วย

เมื่อน้ำทะเลซึมผ่านเข้าส่วนผสมของคอนกรีต ก็จะเข้าทำปฏิกิริยากับเถ้าภูเขาไฟและผลักแรธาตุต่าง ๆ จนกระทั่งเกิดเป็นสาร Al-tobermorite และแร่ธาตุที่มีรูพรุน ที่เรียกว่าสารฟิลิปไซต์ (phillipsite) โดยปฏิกิริยาดังกล่าวที่เกิดจากน้ำทะเลสาดซัดเข้าใส่สิ่งก่อสร้างอย่างต่อเนื่องนานนับร้อย ๆ ปี ก็ทำให้ส่วนผสมซิลิกาออกไซด์และปูนขาวผสานกันกับหินภูเขาไฟ รวมถึงส่วนผสมคอนกรีตจนเกิดเป็นความคงทนต่อการกัดกร่อนของความเค็มจากน้ำทะเลขึ้นมานั่นเอง.