Тайна римского бетона: учёные раскрыли секрет двухтысячелетней прочности

Фото из открытых источников

Инженерный гений древних римлян получил новое научное объяснение. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, раскрыло удивительную технологию, благодаря которой римские бетонные сооружения сохраняются тысячелетиями, в то время как современные конструкции разрушаются за десятилетия.

Многие архитектурные шедевры Древнего Рима — от величественного купола Пантеона до массивных акведуков — демонстрируют исключительную долговечность. Эти сооружения пережили землетрясения, войны и природные катаклизмы, сохранив прочность в течение почти 2000 лет.

Международная группа исследователей под руководством профессора Адмира Масика из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружила, что ключевым фактором долговечности римского бетона является специфический метод его приготовления. Учёные проанализировали образцы древнего материала из археологических раскопок римского города Привернум.

В течение долгого времени считалось, что белые включения извести в римском бетоне свидетельствуют о некачественном смешивании компонентов. Профессор Масик усомнился в этой гипотезе, предположив, что высокоразвитая цивилизация не могла допускать столь грубых технологических ошибок при строительстве важнейших сооружений.

Детальный анализ образцов показал, что римляне целенаправленно использовали не только гашёную известь (гидроксид кальция), но и негашёную (оксид кальция), смешивая её с вулканическим пеплом (пуццоланой) и водой при высоких температурах. Этот процесс, который исследователи назвали "горячим смешиванием", придавал материалу уникальные свойства.

Наиболее поразительным открытием стала способность римского бетона к самовосстановлению. Когда в структуре материала образуются микротрещины, вода, проникающая внутрь, вступает в химическую реакцию с кальциевыми включениями, образуя карбонат кальция, который заполняет повреждения. Таким образом, конструкция "лечит сама себя", предотвращая дальнейшее разрушение.

Исследователи провели эксперименты, воссоздав древнеримский рецепт бетона. Результаты оказались впечатляющими: в образцах, изготовленных по древней технологии, искусственно созданные трещины полностью затягивались в течение двух недель, в то время как современный бетон оставался повреждённым.

Открытие может существенно изменить подходы к современному строительству. Внедрение самовосстанавливающихся свойств в бетонные конструкции позволит значительно увеличить срок их службы и снизить затраты на ремонт инфраструктуры. 

Исследователи отмечают, что римская технология также более экологична по сравнению с современным производством цемента, которое является одним из крупнейших промышленных источников выбросов углекислого газа. Использование метода "горячего смешивания" с негашёной известью потенциально может снизить углеродный след строительной отрасли.

Учёные продолжают изучать другие аспекты римского строительного искусства, включая влияние различных минеральных добавок и соотношение компонентов в древних смесях. Эти знания могут способствовать созданию нового поколения устойчивых строительных материалов, сочетающих мудрость древних с технологиями будущего.