ponedeljek, 27. oktober 2014

Rimski beton - eksperimentiranje pri kemiji v 8.razredu


RIMSKI BETON IN APNENA MALTA

Učenci 8. razredov so pri učni uri kemije spoznavali razlike in podobnosti med betonom in malto. Na na učno uro so se morali vnaprej pripraviti. Za domačo nalogo so s pomočjo svetovnega spleta preučili, kako izjemni gradbeniki so bili Rimljani in kako so pripravljali beton. 
Prvi gradbeni material, ki je imel podobne lastnosti kot današnji beton, so iznašli Rimljani. Rimski beton je bil izdelan iz vode, peska, apna, pucolana (vulkanski pesek, ki se imenuje po vasi na pobočju Vezuva) in zdrobljene opeke. Rimska tehnologija izdelave in uporabe betona se nadaljuje šele leta 1414, ko so v švicarskem samostanu našli opis rimskega betona in ga začeli izboljševati ter razvijati.
Apneno malto pa so poznali in uporabljali ljudje že pred Rimljani in jo pripravimo iz apna (apno pridobivamo iz apnenca, ki najprej drobijo in meljejo, nato pa žgejo v pečeh), vode in peska. Da pa je malta dovolj trdna, je pomebno pravilno razmerje med navedenimi sestavinami.

Preden so učenci pričeli z eksperimentalnim delom smo si skupaj ogledali videoposnetek, ki je prosto dostopen na spletni strani RTV, kjer so firbcologi raziskovali zgradbo betona vir: http://www.rtvslo.si/firbcologi/novica/130  Ko smo se z učenci pogovorili o zgradbi malte in betona, so se učenci pripravili za eksperimentalno delo, ki so ga izvajali v manjših skupinah. Ker je apno dražljivo, so bili pri delu ustrezno zaščiteni z rokavicami. Morali so biti pozorni na razmerje med apnom, peskom in vodo. Eno kroglico malte so pustili na urnem steklu na zraku, drugo pa so dali v čašo in jo pokrili. Naslednjo uro so učenci primerali krogici med seboj in ugotavljali trdnost. 






UGOTOVITVE: Kroglica malte, ki je bila na zraku in nepokrita, se je strdila. Kroglica, ki je bila v čaši in pokrita, pa ni bila popolnoma strjena. Da se malta strdi, je pomebna pristonost ogljikovega dioksida. Med apnom in ogljikovim dioksidom ob prisotnosti vode in peska poteče kemijska reakcija in novo nastala snov je apnenec. To je tudi vzrok za trdnost malte in betona. Nekateri učenci pa so dodali malti preveč vode in ugotovili, da je njihova kroglica krhka. Pomebno je tudi pravilno razmerje med navedenimi snovmi.
kroglici ena na zraku in druga v pokriti čaši

kroglici po enem dnevu

prizkušanje trdnosti kroglic
učiteljica: mag. Nataša Pozderec Intihar


Rimljani in njihov vpliv na razvoj kemije

Tudi pri kemiji v 8. razredu smo spoznavali rimsko kulturo. Učenci so s pomočjo svetovnega spleta iskali povezavo med Rimljani in njihov vpliv na razvoj kemije.

Prispevki učencev 8. razredov:




RIMLJANI IN ŽIVO SREBRO
Rimljani so uporabljali živo srebro za zdravljenje ran. Uporabljali so ga predvsem v kozmetiki, ki je iznakazila obraz.

RIMSKI BETON
Prvi so gradbeni material, ki je imel lastnosti, podobne današnjemu betonu, iznašli Rimljani. Rimski beton je bil izdelan iz vode, peska, apna, pucolana in zdrobljene opeke. Pucolan ali pucolanski pepel je finozrnat vulkanski pepel. Prvič so ga odkrli in začeli kopati v Pozzuoliju pod Vezuvom, kasneje pa so ga odkrili tudi na številnih drugih nahajališčih. Rimski arhitekt in inženir Vitruvij, ki je živel v 1. stoletju pr. n. št., je opisal štiri vrste pucolana: črnega, belega, sivega in rdečega. Vse omenjene vrste pucolana se nahajajo v vulkanskih območjih Italije, na primer v okolici Neaplja. Pucolan je bil tudi eden izmed snovi v betonu.
Dobro so poznali škodljive primesi in posebne lastnosti različnih vrst peska. Z razvojem graditeljstva so prišli do tehnologije vlivanja enovite mase v lesen opaž in dosegli lastnosti, ki ustrezajo današnjim normativom.
Po velikem, že kar zgodovinskem požaru, ki je leta 64 n. št. prizadel Rim, so izdali nove predpise za gradnjo. Najpomembnejši je narekoval uporabo negorljivih materialov. Beton je bil v tistem času eden redkih materialov, ki je ustrezal tej zahtevi, zato so ga začeli uporabljati pri gradnji novih objektov.
Rimska tehnologija izdelave in uporabe betona se je nadaljevala leta 1414, ko so v nekem švicarskem samostanu našli opis rimskega betona ter ga začeli izboljševati in razvijati. V 19. stoletju se je pojavil armirani beton, ki so ga nemudoma začeli uporabljati pri gradnji objektov.
                                                                                                               Nina Kryžanowski 8.b

PIHANJE STEKLA 
Pihanje stekla, ne tako draga in dolgotrajna metoda proizvodnje stekla, je prek Sirije prišla do Rima in postopoma izpodrinila stare tehnike. Ker je bilo s pihanjem moč izdelati veliko količino izdelkov je steklo iz cenjenega postalo vsakdanje blago, ki ga je moč uporabljati za okensko steklo, kozarce in posode vseh vrst. S tem je bila povezana tudi sprememba okusa; medtem ko so prejšnje metode poudarjale barvo in vzorec, so s pihanjem dobili tanko in prozorno steklo. Poleg tega je konec 1. stoletja v modo prišlo brezbarvno steklo. Z odkritjem le-tega (z dodatkom manganovega oksida) so Rimljani okrog leta 100 v Aleksandriji začeli steklo uporabljati v gradbene namene. Lita steklena okna, čeprav optično nizko kvalitetna, so se začela pojavljati na najpomembnejših zgradbah v Rimu in najrazkošnejših vilah v Herculaneumu in Pompejih. Propad rimskega cesarstva je s seboj pripeljal tudi zaton v izdelavi stekla za vsakdanjo rabo. Šele v srednjem veku se je v srednji Evropi zopet pojavila omembe vredna proizvodnja stekla. V 11. stoletju so nemški obrtniki izdelali tehniko pridobivanja ploskega stekla, ki so jo potem nadalje razvili beneški obrtniki v 13. stoletju. Za razliko od Rimljanov, ki so plosko steklo vlivali v vlažne lesene modele, so v srednjem veku steklene plošče pridobivali s pihanjem. Najprej so napihnili cilinder, ki je bil dolg do tri metre in širok do 45 centimetrov, ga po dolžini prerezali, razprostrli in pogladili. Še do konca 19. stoletja so plosko steklo izdelovali po tem postopku.

ŠE NEKAJ O RIMSKEM BETONU 
V večini primerov smo ljudje pri vsem, kar smo naredili v zadnjih tisočletjih, danes bolj napredni, kot pa smo bili nekoč. Vendar je kljub temu nekaj stvari, ki so jih na primer v antiki počeli bolje, kot pa jih počnemo danes. Rimski beton, na primer, je veliko boljši kakor karkoli, kar znamo iz cementa narediti danes. Toda sedaj so končno, po okoli 2000 letih, znanstveniki vendarle ugotovili, zakaj je antični beton boljši od današnjega. In to je skrivnost, ki jo je dobro poznati. To spoznanje pa ima tudi veliko uporabno vrednost. Čeprav beton velikokrat ni ravno lep, je še dandanes zelo pomemben izum za gradnjo mest. Zadnjih 200 let smo 'portlandski cement', ki je ena od bistvenih sestavin sodobnega betona, uporabljali kot vezavo za gradnjo v moderni arhitekturi, vendar ta po kvaliteti sploh ni primerljiv z antičnimi rimskimi zgradbami. V Italiji obstajajo betonska pristanišča, ki jim gre še prav dobro in to celo po več kot tisoč letih. Medtem pa je sodobna struktura iz portlandskega cementa lahko srečna, če preživi 50 let, v primeru, če je na primer izpostavljena slani vodi. V rimskem cementu, narejenem predvsem iz vulkanskega pepela iz okolica Pouzzolija, je več aluminija in manj silikatov. Znanstveniki so po letih raziskav v laboratorijih po ZDA in Evropi končno ugotovili (http://newscenter.lbl.gov/news-releases/2013/06/04/roman-concrete/), da je najbolj robusten rimski beton sestavljen iz posebne mešanice žganega apnenca in vulkanskega kamenja, podrobnosti te mešanice pa so bile ta mesec objavljene v številki revij Journal of the American Ceramic Society in American Mineralogist. Raziskovalci so ugotovili, da so Rimljani delali beton z mešanjem žganega apnenca in vulkanskega kamenja in to tako, da so za podvodne strukture zmešali skupaj apnenec in vulkanski pepel, iz česar je nastala malta, to malto in vulkanski lehnjak pa so nato oblikovali z lesenimi modeli. Morska voda je takoj nato sprožila vročo kemijsko reakcijo. Apnenec je nase vezal vodne molekule ter reagiral z vulkanskim pepelom in drobirjem tako, da je celotno mešanico 'zabetoniral' v trdno obliko. To pa še ni vse. Proizvodnja portlandskega cementa je okoljsko zelo umazano opravilo, saj moderna industrija cementa danes proizvede okoli sedem odstotkov ogljikovega dioksida, ki ga človeštvo izpušča v ozračje. In rimski beton? Je veliko, veliko bolj 'zelen' in naravi prijeten. Rimljani so zaradi svojega postopka in uporabljene mešanice lahko žgali apnenec na 900 stopinjah in manj, medtem ko se portlandski cement proizvaja pri preko 1400 stopinjah. Rimska metoda je bila zato trajnejša in okolju bolj prijazna, ker je potrebavala bistveno manj goriva. Vse kaže, da bo potrebno storiti še veliko, da se tradicionalne tehnike rimskega gradbeništva prenesejo v sodobni svet. Končno smo dobili starodavne recepte, sedaj bo potrebno samo še prepričati industrijo, da je staro in prastaro včasih celo veliko boljše od sodobnega. 
                                                                                                                       Tadej Prelog 8.b


KEMIČNO OROŽJE 
Uporaba kemičnega orožja je, poenostavljeno rečeno, stara toliko kot človeštvo. Že v pradavnini so se ljudje obstreljevali z zastrupljenimi puščicami ali pa skušali zastrupiti vodne vire nasprotnikov. Izsledki ene izmed raziskav pa so odgrnili tančico skrivnosti s smrti 19 rimskih vojakov in enega perzijskega, ki so jih v 30. letih prejšnjega stoletja izkopali pri sirskem mestu Dura. Vojaki so umrli leta 256 med perzijskim obleganjem mesta, ki je bilo v rokah Rimljanov. Našli so jih v utesnjenem podzemnem rovu, s pomočjo katerega so Perzijci skušali zrušiti del mestnega obzidja. Rimski vojaki so v rovu naleteli na strupen plin in se zadušili, perzijski vojak pa je bil očitno "avtor" strupenega plina in je tudi sam postal žrtev. Ta dvajseterica je tudi prva žrtev kemičnega orožja za katerim so ostale sledi. vir: http://www.rtvslo.si/svet/tihi-morilec/322433
Več si lahko preberete tudi na tej spletni strani: vir: http://www.renton.si/kemicno-orozje-v-casu-rimskega-imperija/ 
                                                                                                               Timotej Jaksetič  8.a