Особливі інгредієнти та спосіб замішування: Учені з'ясували, чому бетон Римської імперії цілий і через 2000 років

Майже через два тисячоліття після розквіту Римської імперії деякі з її споруд все ще стоять, витримавши випробування часом. Як зазначає видання Livescience, серед таких довгожителів можна назвати Пантеон у Римі; римські акведуки в Сеговії (Іспанія) і римські лазні в Англії. Зазначається, що довговічність цих споруд можна багато в чому приписати римському бетону, передають Патріоти України.

Дослідники досі ламають голову над тим, як саме римляни робили свій бетон, але в них є кілька підказок, включно з багатьма з його складових і тим, що він самовідновлюється під час дощу.

Як римляни робили бетон

Римський бетон був унікальною сумішшю, і він творив чудеса. "Бетон побудував імперію", - констатував доцент кафедри класики в Університеті Орегона Кевін Дікус. За його словами, римляни використовували свій бетон ще в третьому столітті до н. е.

Секрети римського бетону криються як у його інгредієнтах, так і в способах їх змішування. Одним із "змінювачів правил гри", за словами Дікуса, був пуццолан, або попіл. Римляни використовували попіл з вулканічних пластів з міста Поццуолі і перевозили його по всій імперії. Сьогодні пуццолан включає пемзу і летючий попіл, який є побічним продуктом спалювання вугілля. Кремній і глинозем у попелі реагують із вапном і водою в пуццолановій реакції за температури довкілля, внаслідок чого виходить міцніший і довговічніший бетон. Пуццолан також використовується для виготовлення гідравлічного цементу, який може тверднути під водою.

Ще одним ключовим інгредієнтом є уламки вапна, або невеликі шматочки негашеного вапна, сказав Дікус. Ці уламки дають римському бетону здатність до самовідновлення. Бетон вивітрюється і слабшає з часом, але вода може просочитися в його тріщини і досягти уламків. Коли вони вступають у реакцію з водою, уламки створюють кристали, звані кальцитами, які заповнюють тріщини. Таким чином, римський бетон може самовідновлюватися.

Наприклад, 2000-річна гробниця Цецилії Метелли біля Риму демонструє тріщини, заповнені кальцитами, що свідчить про те, що в якийсь момент з моменту її будівництва вода активувала уламки всередині її бетону.

Кілька років тому група дослідників з Массачусетського технологічного інституту проаналізувала римський бетон за допомогою скануючих електронних мікроскопів і рентгенівських променів, щоб побачити, що робить його міцним, і зрозуміти, як його було зроблено, тоді як римляни, здавалося, інтуїтивно зрозуміли це диво інженерної думки.

Римляни також використовували метод, відомий як гаряче змішування, який включає в себе змішування негашеного вапна з пуццоланом, водою та іншими інгредієнтами, а потім нагрівання.

Команда Массачусетського технологічного інституту виявила, що цей метод допомагає розкрити здатність вапняних уламків до самовідновлення і може призвести до більш швидкого схоплювання, ніж цемент, виготовлений з використанням розчину негашеного вапна і води, так званого гашеного вапна, який в наші дні дуже поширений. "Ми все ще відкриваємо деякі з методів, які вони використовували під час його змішування і підготовки матеріалів", - сказав Сомайє Нассірі з Каліфорнійського університету.

Видання зазначило, що незалежно від того, чи розуміли римляни всю геніальність свого цементного рецепта, його велич сяє через його довговічність. Навіть сьогодні немає нічого кращого, ніж доторкнутися до римської стіни. "Їй 2000 років, і вона така ж тверда, як того дня, коли її звели", - констатував Дікус.