Die Chinesische Mauer wird von Reis gestützt

Die hohe Festigkeit der alten Mauern Chinas wurde durch Reisbrühe erreicht, die die Baumeister dem Kalkmörtel hinzufügten. Eine Mischung mit dem Kohlenhydrat Amylopektin war möglicherweise das weltweit erste organisch-anorganische Verbundmaterial. 

Verbundwerkstoffe oder Verbundwerkstoffe – Mehrkomponenten-Feststoffe, die es Ihnen ermöglichen, die nützlichen Eigenschaften ihrer Bestandteile zu kombinieren, sind für die Infrastruktur menschlicher Gemeinschaften bereits unverzichtbar geworden. Die Besonderheit von Verbundwerkstoffen besteht darin, dass sie Verstärkungselemente kombinieren, die die notwendigen mechanischen Eigenschaften des Materials liefern, und eine Bindemittelmatrix, die die gemeinsame Funktion der Verstärkungselemente gewährleistet. Verbundwerkstoffe werden im Bauwesen (Stahlbeton) und in Verbrennungsmotoren (Beschichtungen auf Reibflächen und Kolben), in der Luft- und Raumfahrt, bei der Herstellung von Panzerungen und Stäben verwendet. 

Doch wie alt sind Composites und wie schnell sind sie wirksam geworden? Das erste, was mir in den Sinn kommt, sind primitive Ziegel aus Ton, aber gemischt mit Stroh (das nur die „Bindematrix“ ist), die im alten Ägypten verwendet wurden. 

Obwohl diese Designs besser waren als moderne nicht zusammengesetzte Gegenstücke, waren sie immer noch sehr unvollkommen und daher kurzlebig. Die Familie der „alten Verbundwerkstoffe“ ist jedoch nicht darauf beschränkt. Chinesischen Wissenschaftlern ist es gelungen herauszufinden, dass das Geheimnis des alten Mörsers, der die Stärke der Chinesischen Mauer gegen den Druck der Jahrhunderte sichert, auch auf dem Gebiet der Verbundwerkstoffwissenschaft liegt. 

Die alte Technologie war sehr teuer, aber effektiv. 

Mörser wurde aus süßem Reis hergestellt, einem Grundnahrungsmittel moderner asiatischer Gerichte. Eine Gruppe des Professors für physikalische Chemie Bingjiang Zhang fand heraus, dass Bauarbeiter bereits vor 1,5 Jahren einen klebrigen Mörtel aus Reis verwendeten. Dazu wurde Reisbrühe mit den üblichen Zutaten für die Lösung vermischt – gelöschter Kalk (Kalziumhydroxid), der durch Kalzinieren von Kalkstein (Kalziumkarbonat) bei hoher Temperatur gewonnen wird, gefolgt vom Löschen des entstandenen Kalziumoxids (Branntkalk) mit Wasser. 

Vielleicht war Reismörtel das weltweit erste vollständige Verbundmaterial, das organische und anorganische Komponenten kombinierte. 

Er war stärker und widerstandsfähiger gegen Regen als gewöhnlicher Kalkmörtel und war sicherlich der größte technologische Durchbruch seiner Zeit. Es wurde nur beim Bau besonders wichtiger Bauwerke verwendet: Gräber, Pagoden und Stadtmauern, von denen einige bis heute erhalten sind und mehreren starken Erdbeben und Abrissversuchen durch moderne Bulldozer standgehalten haben. 

Den Wissenschaftlern gelang es, den „Wirkstoff“ der Reislösung herauszufinden. Es stellte sich heraus, dass es sich um Amylopektin handelte, ein Polysaccharid, das aus verzweigten Ketten von Glukosemolekülen besteht, einem der Hauptbestandteile von Stärke. 

„Eine analytische Untersuchung hat gezeigt, dass der Mörtel in antikem Mauerwerk ein organisch-anorganischer Verbundwerkstoff ist. Die Zusammensetzung wurde durch thermogravimetrische Differentialscanningkalorimetrie (DSC), Röntgenbeugung, Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie bestimmt. Es wurde festgestellt, dass Amylopektin die Mikrostruktur einer Mischung mit einer anorganischen Komponente bildet, die der Lösung wertvolle Baueigenschaften verleiht“, heißt es in einem Artikel der chinesischen Forscher. 

In Europa wird seit der Zeit der alten Römer Vulkanstaub verwendet, um Mörtel zu verstärken. Dadurch erreichten sie die Stabilität der Lösung gegenüber Wasser – sie löste sich darin nicht auf, sondern härtete im Gegenteil nur aus. Diese Technologie war in Europa und Westasien weit verbreitet, wurde aber in China nicht verwendet, da es einfach nicht die notwendigen natürlichen Materialien gab. Daher kamen chinesische Bauherren aus der Situation heraus, indem sie ein organisches Nahrungsergänzungsmittel auf Reisbasis entwickelten. 

Neben dem historischen Wert ist die Entdeckung auch in praktischer Hinsicht wichtig. Die Herstellung von Testmengen des Mörtels zeigte, dass er nach wie vor das effektivste Mittel für die Restaurierung antiker Gebäude ist, bei denen es häufig erforderlich ist, das Verbindungsmaterial in Ziegeln oder Mauerwerk zu ersetzen.

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