Эти здания сохранились на протяжении тысячелетий. И все потому, что изобретательные древнеримские инженеры знали рецепт долговечного бетона.
Поэтому не стоит удивляться, что такие колоссальные сооружения, как Колизей или Пантеон (здание с самым большим в мире неармированным куполом), простояли более 2000 лет. До наших дней «дожили» даже конструкции, возведенные в зонах землетрясений и других сложных для строительства местах.
Исследователи из США, Италии и Швейцарии установили, что римский бетон оказался долговечнее, чем его современный аналог, который нередко разрушается в течение нескольких десятилетий. Команда ученых открыла загадочный ингредиент, благодаря которому строительный материал древних римлян был таким прочным.
Ученые проанализировали образцы двухтысячелетнего бетона, извлеченные на археологических раскопках в коммуне Привернум (центральная Италия). По своему составу эти кусочки идентичны другим образцам бетона, найденным по всей Римской империи.
Как установили исследователи, белые осколки извести в бетоне придавали ему удивительную способность заживлять трещины, которые образовывались со временем. Ранее эти вкрапления считались следствием небрежного смешивания или использования некачественного сырья. Поэтому ученые не обращали на них внимания, когда изучали древние строительные материалы.
По словам Адмира Масика, доцента кафедры гражданского и экологического строительства Массачусетского технологического института, было трудно поверить, что древние инженеры не справились со своей задачей. Потому что они всегда тщательно выбирали и обрабатывали материалы, пишет CNN.
По мнению ученого, новое открытие поможет промышленникам производить более устойчивый, совершенный бетон. Именно благодаря такому прочному материалу римляне в свое время осуществили архитектурную революцию и построили невероятно красивые города.
О чем еще узнали исследователи
Бетон создается в результате смешивания цемента (неорганического гидравлического вяжущего вещества), мелкого и крупного заполнителя, а также воды. В ходе исследования, результаты которого опубликовал журнал Science Advances, ученые пришли к выводу: именно в методах смешивания ингредиентов кроется причина долговечности древних зданий.
По словам Адмира Масика, в своих письменных свидетельствах о создании бетона римляне предлагали использовать гашеную известь в качестве вяжущего (это когда известь сначала смешивают с водой). Поэтому изначально исследователи считали, что римский бетон изготавливался именно таким образом.
Однако лабораторные анализы показали, что белые известковые осколки, которые придавали материалу прочность, образовались в результате использования негашеной извести и при экстремально высоких температурах. Такое «горячее смешивание» негашеной извести с другими компонентами является ключом к объяснению долговечности бетона.
Как отметил Адмир Масик, высокая температура способствует ускорению всех реакций внутри материала и его быстрому затвердению. А значит, и здания возводятся гораздо быстрее.
Чтобы выяснить, соответствуют ли белые осколки способности римского бетона к самовосстановлению, команда провела эксперимент. Она изготовила два образца бетона: один по римской рецептуре, а другой – по современным стандартам. Затем исследователи намеренно раскололи образцы. За две недели вода уже не просачивалась через бетон, изготовленный по римскому методу. Тогда как через второй кусок бетона она легко проходила.
Команда заявила, что знания о таком потенциале самовосстановления бетона могут проложить путь к производству более долговечного современного материала. Согласно исследованию, такая технология также поможет сократить углеродный след бетона, на производство которого в настоящее время приходится до 8 процентов глобальных выбросов парниковых газов.
На протяжении многих лет материаловеды, историки и архитекторы утверждали, что римский бетон был таким прочным благодаря вулканическому пеплу из города Поццуоли. Этот пепел, который активно использовали в строительстве, долгое время считали важным ингредиентом для производства бетона.
И вот теперь ученые знают еще один секрет стойкости древнего строительного материала.
Фото: pexels.com
