Ученые раскрыли секреты древнеримского бетона
Этим летом Министерство культуры Италии объявило об открытии новой комнаты в руинах Помпей, пока закрытой для широкой публики. На её стенах сохранилась ярко-голубая краска — дорогой пигмент, который использовали для особых помещений, а также фрески с изображениями сельскохозяйственных сцен, сохранившиеся на протяжении почти 2000 лет. Но наибольший интерес у ученых вызвал не только сам интерьер, но и найденный на месте песчано-зернистый материал, важный для понимания одного из величайших технологических достижений Древнего Рима — бетона. The New York Times раскрывает поразительные в своем совершенстве технологии, которыми владели римляне тысячелетия назад.
Адмир Масич, химик из Массачусетского технологического института (MIT), изучая материал из Помпеи, объяснил, что перед ним находится предшественник римского бетона, который был важнейшей составляющей инфраструктуры Римской империи. Бетон позволил римлянам строить акведуки, которые снабжали города пресной водой, способствовали гигиене и поддерживали жизнь в больших городах, таких как Помпеи.
Современный бетон, хотя и стал основным строительным материалом в мире, имеет свои недостатки — он со временем трескается, что приводит к разрушению. При этом производство цемента для бетона остаётся значительным источником выбросов углекислого газа в атмосферу, создавая до 8% мировых выбросов. Изучение секретов римского бетона может помочь ученым создать более экологичные и долговечные строительные материалы.
Римский бетон отличался уникальной способностью к самовосстановлению. Масич и его коллеги выяснили, что важным компонентом римского бетона были белые кусочки извести — так называемые кластеры. Ранее считалось, что их появление связано с плохим качеством смеси, но Масич уверен, что это было продуманное решение древних инженеров. Эти кластеры из негашеной извести могли быть резервуарами кальция, который при попадании воды растворялся, заполняя трещины и восстанавливая целостность бетона.
Секрет долговечности римского бетона, по мнению ученого, заключался в «горячем смешивании» — добавлении негашеной извести в процессе приготовления смеси. Эта реакция выделяла тепло, ускоряя затвердевание бетона и создавая небольшие зоны с высокой температурой, где известь оставалась в виде небольших кусков. Именно они и обеспечивали способность бетона к самовосстановлению.
Не все ученые согласны с теорией «горячего смешивания». Геолог Мария Джексон из Университета Юты считает, что долговечность римского бетона обеспечивалась особой реакцией между известью и вулканическим пеплом, известным как пуццолан. Это вещество способствовало образованию редких минералов, которые укрепляли структуру бетона, не давая трещинам распространяться. Джексон и ее команда воспроизвели древнюю рецептуру и провели испытания в морской воде, доказав, что бетон становился только прочнее со временем.
Современные исследователи пытаются адаптировать рецепты римского бетона к сегодняшним условиям. Например, Варда Ашраф из Техасского университета создала бетон, который можно использовать под водой, чтобы строить долговечные мосты и морские укрепления. В ее рецептуре пуццолан заменила глина, что позволяет значительно сократить энергозатраты и уменьшить углеродный след до 70%.
Таким образом, секреты древнеримского бетона могут стать ключом к более экологичному строительству в будущем. Ученые надеются, что их исследования помогут создать материалы, которые не только прослужат века, как римские акведуки, но и окажутся менее вредными для окружающей среды.
