로마 콘크리트

Roman concrete
picture showing the concrete underside of a large dome
로마의 판테온은 로마 콘크리트 건축의 한 예이다.

오푸스 케멘티시움이라고도 불리는 로마 콘크리트는 고대 로마에서 건설에 사용된 재료였다.로마 콘크리트는 수압 경화 시멘트에 기초했다.포졸란 회분이 함유되어 균열이 확산되는 것을 방지하여 내구성이 우수합니다.1세기 중반까지 재료의 배열은 다양했지만, 재료는 자주 사용되었고, 종종 벽돌 표면이 사용되었습니다.콘크리트 혁명이라고 불리는 재료의 더 혁신적인 발전은 세계에서 가장 크고 오래된 철근 콘크리트 [1]돔인 판테온 돔과 같은 구조적으로 복잡한 형태에 기여했습니다.

로마 콘크리트는 보통 돌이나 벽돌로 되어 있었고, 내부는 회반죽, 프레스코 그림, 또는 화려한 색상의 대리석으로 된 얇은 판으로 장식되어 있었다.골재와 2부 시멘트 시스템으로 구성되어 있어 현대의 콘크리트와 크게 다릅니다.골재는 일반적으로 현대 콘크리트보다 훨씬 더 컸고, 종종 잔해에 해당하며,[2] 그 결과 부어지지 않고 타설되었다.일부 로마 콘크리트는 다리나 다른 물가에 건설할 때 유용하게 쓰일 수 있었다.

로마 콘크리트가 언제 [3]개발되었는지는 확실하지 않지만, 그것은 분명히 기원전 150년부터 널리 그리고 관례적으로 사용되었다; 어떤 학자들은 그것이 [4]그 100년 전에 개발되었다고 믿는다.

이력 레퍼런스

Picture shows the remnants of an ancient Roman sea-port
카이사리아는 로마의 수중 콘크리트 기술을 이렇게 대규모로 사용한 최초의 사례이다.
Bare concrete dome interior today called the Temple of Mercury with two square windows halfway up the dome on the far side, a circular oculus at the top, and a water level that reaches up to the base of the dome
기원전 1세기 후기 로마 공화국 [5]시대에 지어진 목욕탕의 로마 프리기다리움 수영장 바이애에 있는 소위 "수은의 사원"의 유적. 현존하는 가장 오래된 콘크리트 [6]돔을 포함하고 있으며 판테온 이전에[7] 가장 큰 것이 있다.

비트루비우스는 기원전 25년경에 그의 건축에 관한 10권의 책에서 석회 박격포의 준비에 적합한 골재 유형을 구별했다.그는 구조적인 박격포로 포졸라나(라틴어로 풀비스 푸테올라누스)를 추천했다.포졸라나 화산 모래는 나폴리 주변은 갈색-노란색-회색이고 로마 인근은 적갈색이다.비트루비우스는 건물에 사용되는 시멘트에 사용되는 1부 라임 대 3부 포졸라나의 비율을 지정하고 수중 작업에 사용되는 1:2의 라임 대 포졸라나의 비율을 지정합니다. 기본적으로 오늘날 해양 [8][9]위치에서 사용되는 콘크리트에 혼합된 비율과 동일합니다.

서기 1세기 중반까지, 콘크리트 수중 건축의 원리는 로마 건축업자들에게 잘 알려져 있었다.Caesarea 시는 로마의 수중 콘크리트 기술을 그렇게 [8]대규모로 사용한 최초의 사례였다.

도시의 많은 부분을 파괴한 서기 64년 화재 이후 로마를 재건하기 위해, 네로의 새로운 건축 법규는 주로 벽돌로 된 콘크리트를 필요로 했다.이것은 벽돌과 콘크리트 [8]산업의 발전을 촉진한 것으로 보인다.

고대 로마의 아피아 가도에 있는 무덤에 있는 오푸스 케멘티시움의 예.원래 커버가 제거되었습니다.

재료 특성

로마 콘크리트는 여느 콘크리트와 마찬가지로 골재와 수압 모르타르로 구성되어 있으며, 시간이 지남에 따라 굳어지는 물과 혼합된 바인더입니다.골재는 다양했고, 이전에 파괴된 건물의 잔해에서 나온 바위, 세라믹 타일, 벽돌 잔해 등이 포함되어 있었다.

석고와 생석회가 바인더로 사용되었다.포졸라나 또는 "피트 샌드"라고 불리는 화산 분진들은 얻을 수 있는 곳에 선호되었다.포졸라나는 오늘날의 [10]콘크리트보다 염수에 강한 콘크리트를 만듭니다.사용된 포졸란 모르타르에는 알루미나와 실리카 함량이 높았다.응회암은 종종 [11]골재로 사용되었습니다.

콘크리트, 특히 응집력을 담당하는 유압 모르타르(hydraulic mortar)는 구조용 세라믹의 일종으로, 페이스트 상태의 레올로지 가소성으로부터 효용이 크게 도출되었습니다.재료의 수화 및 이러한 수화 제품의 후속 화학적, 물리적 상호작용에서 파생된 유압 시멘트의 설정 및 경화.이것은 로마 이전 세계의 가장 일반적인 시멘트였던 소석회 박격포의 설정과 달랐다.일단 굳어지면, 로마 콘크리트는 인장 응력에 어느 정도 저항을 유지했지만, 가소성이 거의 나타나지 않았습니다.

포졸란 시멘트의 세팅은 현대판 시멘트의 세팅과 많은 공통점을 가지고 있습니다.로마 포졸라나 시멘트의 높은 실리카 조성물은 고로 슬래그, 플라이 애쉬 또는 실리카 증기가 첨가된 현대 시멘트에 매우 가깝습니다.

로마의 '해상' 콘크리트의 강도와 수명은 화산재와 생석회가 섞인 바닷물과 반응하여 토버모라이트라고 불리는 희귀한 결정체를 만들어 내는 것으로 알려져 있는데, 이것은 파쇄에 저항할 수 있다.바닷물이 로마 콘크리트의 작은 균열 안에 스며들면서 화산암에서 자연적으로 발견되는 필립사이트와 반응하여 알루미늄 토버모라이트 결정을 만들었다.그 결과 "인류 역사상 가장 내구성이 뛰어난 건축 자재" 후보가 되었습니다.반면 소금물에 노출된 현대 콘크리트는 수십 [12][13][14]년 안에 열화된다.

토버모라이트의 결정구조 : 초단위전지

케이실리아 메텔라 무덤에 있는 로마 콘크리트는 칼륨 함량이 더 높은 또 다른 변형으로 "계면 영역을 보강하고 기계적 성능 [15]향상에 잠재적으로 기여한다"는 변화를 일으켰다.

현대 포틀랜드 시멘트의 압축 강도는 일반적으로 50메가파스칼(7,300psi) 수준이며 [16][8]1860년 이후 거의 10배 향상되었습니다.고대 박격포에 대한 비교 가능한 기계적 데이터는 없지만, 인장 강도에 대한 일부 정보는 로마 콘크리트 돔의 균열에서 추론할 수 있다.이러한 인장 강도는 초기 혼합물에 사용된 물/시멘트 비율과 크게 다릅니다.현재, 로마인들이 사용한 물/시멘트 비율을 확인할 수 있는 방법은 없으며, 포졸란 [8][17][18]시멘트의 강도에 대한 이 비율의 영향에 대한 광범위한 데이터도 없다.

지진 기술

이탈리아 반도처럼 지진이 일어나기 쉬운 환경에서는 벽과 돔 내부의 붕괴와 내부 건설로 인해 콘크리트 덩어리의 불연속성이 발생했습니다.그런 다음 이러한 응력을 수용하기 위해 지구의 움직임이 있을 때 건물의 일부가 약간 움직일 수 있으며, 구조물의 전반적인 강도를 향상시킵니다.그런 의미에서 벽돌과 콘크리트는 유연했다.많은 건물들이 다양한 원인에 의해 심각한 균열을 겪었지만 오늘날까지 [19][8]계속 서 있는 것은 바로 이러한 이유 때문일 것이다.

콘크리트의 강도와 안정성을 향상시키기 위해 사용된 또 다른 기술은 돔의 그라데이션이다.예를 들어 판테온은 상부 돔 영역의 집합체가 빛의 응회암과 경석의 번갈아 층으로 구성되어 콘크리트에 입방 미터 당 1,350 킬로그램의 밀도를 제공합니다(84파운드/cuft).구조물의 기초는 travertine을 골재로 사용했으며, 이는 입방 미터(140 lb/cu ft)[20][8]당 2,200 kg의 훨씬 더 높은 밀도를 가지고 있다.

현대적 사용

로마 콘크리트를 연구하는 최근의 과학적 발전은 언론과 업계의 [21]관심을 끌고 있다.특이한 내구성, 수명, 환경적 발자국 감소로 인해 기업들과 지방 자치체들은 북미에서 화산재를 비슷한 성질을 가진 석탄 플라이재로 대체하면서 로마식 콘크리트 사용을 검토하기 시작했다.찬성론자들은 플라이 애쉬로 만든 콘크리트는 시멘트가 적게 들어 최대 60%까지 비용이 적게 들 수 있고, 조리 온도가 [22]낮고 수명이 훨씬 길어서 환경발자국이 적다고 말한다.가혹한 해양 환경에 노출된 로마 콘크리트의 사용 가능한 예는 거의 또는 전혀 [23]마모되지 않은 2000년 된 것으로 밝혀졌다.

2013년, 캘리포니아 대학교 버클리에서는 초연성 칼슘-규산 알루미늄-하이드레이트 화합물이 물질을 [24]결합시키는 메커니즘을 최초로 설명한 기사를 발표했다.그 생산 과정에서, 현대 콘크리트 생산 [25]공정보다 적은 이산화탄소가 대기로 방출된다.단점은 내구성이 높음에도 불구하고 건조 시간이 길고 강도가 현대 콘크리트에 비해 다소 낮다는 것입니다.로마 건물의 벽이 현대 건물의 벽보다 두꺼운 것은 우연이 아니다.하지만, 로마 콘크리트는 건설이 완료된 후에도 수십 년 동안 여전히 힘을 얻고 있었지만, 현대 [26]콘크리트는 그렇지 않다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 에너지 변형 시멘트(EMC) – 반응성을 변환하기 위해 기계적으로 가공된 시멘트의 종류
  • 지질고분자 – 고분자 Si-O-Al 프레임워크는 제올라이트와 유사하지만 비정질
  • 로마 벽돌 – 고대 로마 건축에 사용된 벽돌 스타일
  • 로마 시멘트 – 고대 로마와 무관한 중격막을 태워서 만든 시멘트
  • 포졸란 활성 – 실리카가 풍부한 물질이 칼슘 하이드록시드와 반응하여 칼슘 규산염 하이드레이트를 형성하는 능력
  • Tobermorite – 변성 석회암과 스카른의 이노실리케이트 변화 광물

문학.

  • Adam, Jean-Pierre; Mathews, Anthony (2014). Roman Building. Florence: Taylor & Francis. ISBN 9780203984369.
  • Lancaster, Lynne C. (2009). Concrete Vaulted Construction in Imperial Rome: innovations in context. Cambridge University Press. ISBN 9780521842020.
  • Lechtman, Heather; Hobbs, Linn (1986). "Roman Concrete and the Roman Architectural Revolution". In W.D. Kingery (ed.). Ceramics and Civilization. Vol. 3: High Technology Ceramics: Past, Present, Future. American Ceramics Society. ISBN 091609488X.
  • MacDonald, William Lloyd (1982). The Architecture of the Roman Empire, v.2, an Urban Appraisal. New Haven: Yale University Press. ISBN 9780300034561.

레퍼런스

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  3. ^ "National Pozzolan Association: The History of Natural Pozzolans". pozzolan.org. Retrieved 2021-02-21.
  4. ^ Boëthius, Axel; Ling, Roger; Rasmussen, Tom (1978). "Etruscan and Early Roman Architecture". Yale/Pelican history of art. Yale University Press. pp. 128–129. ISBN 978-0300052909.
  5. ^ "Baiae, historic site, Italy". Encyclopedia Britannica.
  6. ^ 랭커스터 2009, 페이지 40
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  19. ^ 맥도날드 1982 그림 131B
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  24. ^ "Modern concrete modernization using Roman technologies". concreteformworkmelbourne.com. Retrieved June 27, 2022.
  25. ^ "Renaissance of Roman Concrete: Cutting carbon emissions". constructionspecifier.com. Retrieved June 27, 2022.
  26. ^ "Ancient Romans made world's 'most durable' concrete. We might use it to stop rising seas". washingtonpost.com. Retrieved June 27, 2022.

외부 링크