Ученые раскрыли рецепт вечного бетона

Древние римляне были великими строителями, особенно известными своими акведуками. Они стоят до сих пор, потому что были сделаны из особого вида бетона, называемого пуццолановым бетоном. Этот тип бетона особенно прочен и является причиной такой долговечности римских построек. Об этом пишет Greekreporter.

Одному из их зданий, Пантеону, почти две тысячи лет, и оно до сих пор находится в хорошем состоянии. Он имеет самый большой в мире купол из бетона без дополнительной поддержки.

Уникальные качества этого бетона обусловлены пуццоланом, смесью вулканического пепла, найденного недалеко от итальянского города Поццуоли, и извести. Когда эти два ингредиента смешиваются с водой, они вступают в реакцию и создают прочный бетон.

Отличался не только материал, но и процесс строительства

В 2023 году группа исследователей со всего мира под руководством Массачусетского технологического института (MIT) обнаружила, что не только материалы, используемые римлянами при производстве бетона, были разными, но и методы их смешивания.

Исследователи обнаружили доказательства в виде маленьких кусочков белой извести в хорошо перемешанном бетоне. Раньше люди считали, что эти куски образовались из-за плохих методов смешивания или материалов, но материаловеда Массачусетского технологического института Адмира Масика такое объяснение не убедило.

«Меня всегда беспокоила мысль о том, что присутствие этих известковых обломков просто связано с некачественным контролем», — сказал Масик в исследовании, опубликованном в январе 2023 года.

«Если римляне приложили так много усилий для создания выдающегося строительного материала, следуя всем подробным рецептам, которые оптимизировались в течение многих столетий, почему они приложили так мало усилий для обеспечения производства хорошо перемешанного конечного продукта? ?» – задумался Масик.

«В этой истории должно быть что-то еще», — заключил он.

Анализ 2000-летних образцов римского бетона

Масик и его команда под руководством инженера-строителя Массачусетского технологического института Линды Сеймур внимательно изучили образцы древнеримского бетона из археологических раскопок Привернум в Италии, возраст которых составляет две тысячи лет.

Они использовали передовые методы, такие как сканирующая электронная микроскопия большой площади, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия, порошковая рентгеновская дифракция и конфокальная рамановская визуализация, чтобы более внимательно изучить куски извести.

Один критический вопрос касался того, какую известь использовали римляне. Обычно люди думали, что пуццолановый бетон покрыт гашеной известью. Обычно, когда известняк нагревают при очень высоких температурах, образуется прочный порошок, называемый негашеной известью или оксидом кальция.

Когда негашеную известь затем смешивают с водой, получается гашеная известь, также известная как гидроксид кальция, — паста, которая немного менее реакционноспособна и не такая прочная. Согласно теории, древние римляне смешивали гашеную известь с пуццоланом.

Фото: Flickr/Mr Gs Travels CC BY-NC-SA 2.0