Раскрыт секрет прочности древнеримского бетона
В то время как новые дома зачастую начинают разваливаться уже через несколько лет, древнеримские монументальные постройки до сих пор сохраняют свою незыблемость. А некоторые даже становятся только прочнее со временем! Ученые узнали, в чем секрет.
Исследователи из Университета штата Юта (США) решили узнать, почему 2000-летние римские причалы и волноломы сейчас прочнее, чем когда они были только построены, передает The Daily Mail.
Римляне делали бетон, смешивая в растворе вулканический пепел с известью и морской водой, а затем добавляли в него куски вулканического камня.
Этот тип бетона использовался для строительства многих известных сооружений, включая Пантеон и рынок Траяна в Риме, а также для огромных морских сооружений для защиты гаваней.
В отличие от этого, современный цемент, как правило, сделан из песка и гравия, который может превращаться в пасту, и бетон со временем дает трещины.
В 2009 году ученые просверлили древний бетон и обнаружили внутри очень редкий минерал, называемый тоберморитом алюминия. Это удивило исследователей, так как даже изготовление его в лаборатории требует очень высоких температур и получить его удается немного.
«Никто никогда не производил тоберморит при 20 °С. Кроме римлян», — говорит Мари Джексон, ведущий автор исследования.
В новой работе исследователи еще раз заглянули в древний бетон и обнаружили, что там появилось несколько новых минералов, в том числе цеолит и филлипсит. Команда предполагает, что, когда морская вода проникает в бетон в волноломах и в причалах, она растворяет компоненты вулканического пепла и позволяет выращивать все эти минералы.
Тоберморит алюминия имеет кристаллы, подобные тем, что образуются в вулканических породах. Они усиливают цементирующую матрицу и препятствуют ее хрупкости.
Возникает резонный вопрос: если древнеримский бетон такой прочный, почему его больше не используют? Во-первых, точный рецепт полностью утерян. Во-вторых, не так уж много регионов на планете, где наличествуют подходящие компоненты, например вулканический пепел нужной консистенции. В-третьих, такому материалу требуется слишком много времени, чтобы затвердеть.
Но в ряде регионов, где имеются значительные запасы вулканического пепла, восстановление этой технологии может быть экономически оправданно. Сейчас ученые думают над тем, как заменить недостающие компоненты для производства ультрапрочного бетона в промышленных масштабах.