Hormigón romano - Roman concrete
El hormigón romano , también llamado opus caementicium , era un material utilizado en la construcción en la Antigua Roma . El hormigón romano se basaba en un cemento de fraguado hidráulico . Es duradero por su incorporación de ceniza puzolánica , que evita que las grietas se propaguen. A mediados del siglo I, el material se usaba con frecuencia, a menudo revestido de ladrillo, aunque las variaciones en el agregado permitían diferentes disposiciones de materiales. Otros desarrollos innovadores en el material, llamados la revolución del hormigón , contribuyeron a formas estructuralmente complicadas, como la cúpula del Panteón , la cúpula de hormigón no reforzado más grande y antigua del mundo.
El hormigón romano normalmente se revestía con piedra o ladrillo, y los interiores podían estar decorados con estuco , pinturas al fresco o delgadas losas de mármoles de colores elegantes. Compuesto por áridos y un sistema cementoso de dos partes, se diferencia significativamente del hormigón moderno. Por lo general, los agregados también eran mucho más grandes que en el concreto moderno, a menudo se convertían en escombros y, como resultado, se colocaban en lugar de verterlos. Algunos hormigones romanos se pudieron colocar bajo el agua, lo que fue útil para puentes y otras construcciones a orillas del agua.
No se sabe con certeza cuándo se desarrolló el hormigón romano, pero es evidente que su uso generalizado y habitual se remonta al año 150 a. C. algunos estudiosos creen que se desarrolló un siglo antes.
Referencias históricas
Vitruvio , escribiendo alrededor del 25 a. C. en sus Diez libros de arquitectura , distinguió tipos de áridos apropiados para la preparación de morteros de cal . Para los morteros estructurales, recomendó la puzolana ( pulvis puteolanus en latín), la arena volcánica de los lechos de Pozzuoli , que son de color marrón-amarillo-gris en esa zona alrededor de Nápoles, y marrón rojizo cerca de Roma. Vitruvius especifica una proporción de 1 parte de cal por 3 partes de puzolana para el cemento que se usa en edificios y una proporción de 1: 2 de cal y puzolana para trabajos bajo el agua, esencialmente la misma proporción que se mezcla hoy en día para el concreto que se usa en ubicaciones marinas.
A mediados del siglo I d.C., los principios de la construcción submarina en hormigón eran bien conocidos por los constructores romanos. La ciudad de Cesarea fue el primer ejemplo conocido que hizo uso de la tecnología del hormigón romano submarino a una escala tan grande.
Para la reconstrucción de Roma después del incendio del 64 d . C. , que destruyó grandes porciones de la ciudad, el nuevo código de construcción de Nerón pedía en gran parte hormigón revestido de ladrillos. Esto parece haber fomentado el desarrollo de las industrias del ladrillo y el hormigón.
Propiedades materiales
El hormigón romano, como cualquier hormigón , consiste en un mortero agregado e hidráulico , un aglutinante mezclado con agua que se endurece con el tiempo. El agregado varió e incluyó piezas de roca, baldosas de cerámica y escombros de ladrillos de los restos de edificios demolidos previamente.
Se utilizó yeso y cal viva como aglutinantes. Los polvos volcánicos, llamados puzolana o "arena de pozo", se favorecían donde se podían obtener. La puzolana hace que el hormigón sea más resistente al agua salada que el hormigón moderno. El mortero puzolánico utilizado tenía un alto contenido de alúmina y sílice . La toba se usaba a menudo como agregado.
El hormigón, y en particular el mortero hidráulico responsable de su cohesión, era un tipo de cerámica estructural cuya utilidad derivaba en gran medida de su plasticidad reológica en estado pasta. El fraguado y endurecimiento de cementos hidráulicos derivados de la hidratación de materiales y la posterior interacción química y física de estos productos de hidratación. Esto difería del montaje de los morteros de cal apagada , los cementos más comunes del mundo prerromano. Una vez fraguado, el hormigón romano presentaba poca plasticidad, aunque conservaba cierta resistencia a los esfuerzos de tracción.
El fraguado de los cementos puzolánicos tiene mucho en común con el fraguado de su homólogo moderno, el cemento Portland . La alta composición de sílice de los cementos de puzolana romana es muy similar a la del cemento moderno al que se le han añadido escoria de alto horno , cenizas volantes o humo de sílice .
Se entiende que la resistencia y longevidad del hormigón "marino" romano se beneficia de una reacción del agua de mar con una mezcla de ceniza volcánica y cal viva para crear un cristal raro llamado tobermorita , que puede resistir la fractura. A medida que el agua de mar se filtraba dentro de las diminutas grietas del hormigón romano, reaccionaba con la filipsita que se encuentra naturalmente en la roca volcánica y crea cristales de tobermorita aluminosos . El resultado es un candidato para "el material de construcción más duradero de la historia de la humanidad". Por el contrario, el hormigón moderno expuesto al agua salada se deteriora en décadas.
Las resistencias a la compresión de los cementos Portland modernos se encuentran típicamente en el nivel de 50 megapascales (7,300 psi) y han mejorado casi diez veces desde 1860. No hay datos mecánicos comparables para los morteros antiguos, aunque se puede inferir cierta información sobre la resistencia a la tracción del agrietamiento de Cúpulas romanas de hormigón. Estas resistencias a la tracción varían sustancialmente de la relación agua / cemento utilizada en la mezcla inicial. En la actualidad, no hay forma de determinar qué proporciones agua / cemento usaban los romanos, ni hay datos extensos sobre los efectos de esta proporción en las resistencias de los cementos puzolánicos.
Tecnología sísmica
Para un entorno tan propenso a los terremotos como la península italiana , las interrupciones y las construcciones internas dentro de las paredes y las cúpulas crearon discontinuidades en la masa de hormigón. Algunas partes del edificio podrían desplazarse ligeramente cuando hubo movimiento de la tierra para adaptarse a tales tensiones, mejorando la resistencia general de la estructura. En este sentido, los ladrillos y el hormigón eran flexibles. Puede haber sido precisamente por esta razón que, aunque muchos edificios sufrieron graves grietas por diversas causas, continúan en pie hasta el día de hoy.
Otra tecnología utilizada para mejorar la resistencia y estabilidad del hormigón fue su gradación en cúpulas. Un ejemplo es el Panteón , donde el agregado de la región del domo superior consiste en capas alternas de toba ligera y piedra pómez , lo que le da al concreto una densidad de 1350 kilogramos por metro cúbico (84 lb / pie cúbico). La base de la estructura utilizó travertino como agregado, con una densidad mucho más alta de 2200 kilogramos por metro cúbico (140 lb / pie cúbico).
Uso moderno
Los recientes avances científicos que examinan el hormigón romano han atraído la atención de los medios y la industria. Debido a su durabilidad inusual, longevidad y huella ambiental disminuida, las corporaciones y los municipios están comenzando a explorar el uso de concreto de estilo romano en América del Norte, reemplazando la ceniza volcánica con ceniza volante de carbón que tiene propiedades similares. Los defensores dicen que el concreto hecho con cenizas volantes puede costar hasta un 60% menos porque requiere menos cemento y que tiene una huella ambiental más pequeña debido a su temperatura de cocción más baja y una vida útil mucho más larga. Se ha encontrado que los ejemplos utilizables de hormigón romano expuestos a entornos marinos hostiles tienen 2000 años de antigüedad con poco o ningún desgaste.
Ver también
- Cemento modificado energéticamente (EMC) - Clase de cementos, procesados mecánicamente para transformar la reactividad
- Geopolímero : estructura polimérica de Si – O – Al similar a las zeolitas pero amorfa
- Ladrillo romano : estilo de ladrillo utilizado en la arquitectura romana antigua
- Actividad puzolánica : capacidad de los materiales ricos en sílice para reaccionar con el hidroxido de calcio para formar hidratos de silicato de calcio.
- Tobermorita - Mineral de alteración de inosilicato en piedra caliza metamorfoseada y en skarn
Literatura
- Adam, Jean-Pierre; Mathews, Anthony (2014). Edificio Romano . Florencia: Taylor y Francis. ISBN 9780203984369.
- Lancaster, Lynne C. (2009). Construcción abovedada de hormigón en la Roma imperial: innovaciones en contexto . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 9780521842020.
- Lechtman, Heather; Hobbs, Linn (1986). "Hormigón romano y la revolución arquitectónica romana". En WD Kingery (ed.). Cerámica y civilización . 3: Cerámica de alta tecnología: pasado, presente, futuro. Sociedad Americana de Cerámica. ISBN 091609488X.
- MacDonald, William Lloyd (1982). La arquitectura del Imperio Romano, v.2, una valoración urbana . New Haven: Prensa de la Universidad de Yale. ISBN 9780300034561.
Referencias
enlaces externos
- Los secretos de los edificios de la antigua Roma - artículo en Smithsonian.com
- El hormigón romano de agua de mar guarda el secreto para reducir las emisiones de carbono - artículo en el sitio web de Berkeley Lab