Майже два тисячоліття минуло з часів розквіту Римської імперії, а її величні споруди, такі як римський Пантеон, акведуки в Сеговії та терми в Англії, продовжують вражати своєю міцністю. Секрет їхньої довговічності значною мірою криється в унікальному римському бетоні. Вчені й досі намагаються повністю розгадати таємницю його створення, хоча деякі ключові інгредієнти та особливість самовідновлення під впливом дощу вже відомі, пише T4.
Сучасний бетон виготовляється на основі цементу – дрібного порошку, що твердне при змішуванні з водою. Основним компонентом цементу є вапняк, який нагрівають з іншими матеріалами до високих температур, утворюючи клінкер. Подрібнення клінкеру з добавками дає портландцемент, найпоширеніший вид цементу сьогодні. За словами експертів, споруди з портландцементу можуть прослужити від 75 до 100 років, що значно менше, ніж римські аналоги.
Використання матеріалів, схожих на бетон, сягає ще епохи неоліту. Стародавні сирійці випадково створили вапно, нагріваючи каміння у вогнищах. Пізніше, близько 1100 року до нашої ери, майя в Мезоамериці розробили попередники бетону на основі негашеного вапна. Однак римський бетон вирізнявся особливим складом та методом приготування, що дозволило йому творити справжні архітектурні дива, які, за словами істориків, “побудували імперію” ще з третього століття до нашої ери.
Секрет довговічності римського бетону криється в поєднанні інгредієнтів, зокрема у використанні пуццолану – вулканічного попелу з італійського міста Поццуолі. Цей попіл, що містить кремній та глинозем, реагував з вапном та водою при кімнатній температурі, утворюючи міцніший та стійкіший бетон, здатний тверднути навіть під водою. Ще одним ключовим компонентом були уламки вапна – невеликі шматочки негашеного вапна, які надавали бетону унікальну здатність до самовідновлення. Проникаючи в тріщини, вода вступала в реакцію з цими уламками, утворюючи кристали кальциту, що заповнювали пошкодження. Прикладом є 2000-річна гробниця Цецилії Метелли поблизу Рима, тріщини якої містять кристали кальциту.
Дослідники з Массачусетського технологічного інституту за допомогою сучасних методів аналізу підтвердили важливу роль уламків вапна у довговічності римського бетону. Вони також виявили, що римляни використовували метод гарячого змішування, поєднуючи негашене вапно з пуцоланом, водою та іншими інгредієнтами з подальшим нагріванням. Як зазначає Science Advances, цей метод, як виявилося, сприяє розкриттю здатності уламків вапна до самовідновлення та прискорює процес твердіння порівняно з використанням гашеного вапна, поширеного сьогодні.
Сучасне виробництво портландцементу не передбачає утворення уламків вапна, оскільки клінкер подрібнюється до дрібного порошку. Натомість римляни, ймовірно, при гарячому змішуванні зберігали ці уламки як невеликі включення в цементі. Незалежно від того, чи повністю розуміли римляни геніальність свого рецепту, довговічність їхнього бетону говорить сама за себе. Навіть сьогодні дотик до римської стіни, яка залишається такою ж твердою, як і дві тисячі років тому, викликає захоплення. Вчені продовжують досліджувати секрети римського бетону, намагаючись відтворити його унікальні властивості для сучасного будівництва.
Раніше вчені показали на фото, скільки насправді сторін має піраміда Хеопса.
Підписуйся на наш Telegram-канал