Дослідники нарешті з’ясували, завдяки чому римський бетон, що використовувався для зведення монументальних споруд Римської імперії, зберігає свою міцність і здатний до самовідновлення навіть через тисячоліття.
Про це розповідає ProIT
Унікальний склад і технологія виробництва
В основі цих відкриттів – новий аналіз руїн у Помпеях, а також дослідження, проведені фахівцями Массачусетського технологічного інституту (MIT). Вчені довели, що вирішальним компонентом римського бетону є пуцолан — вулканічний порошок із району Поццуолі, розташованого поблизу Везувію. Саме цей матеріал змішували з вапном та іншими сухими інгредієнтами, після чого додавали воду, запускаючи так зване «гаряче змішування».
У процесі застигання бетону в його структурі залишалися мікроскопічні порожнини з високореактивним негашеним вапном у вигляді дрібних білих зерен. За словами доцента MIT та одного з авторів дослідження Адміра Масіча, саме ці вкраплення визначають довговічність матеріалу. Якщо у бетоні з’являються тріщини, вода, що потрапляє всередину, вступає у реакцію з негашеним вапном, змушуючи його розчинятися, перекристалізовуватися і ефективно заповнювати тріщини. Отже, бетон самостійно відновлює власну структуру.
«Римський цемент міцний, він самовідновлюється і є динамічною системою», – зазначає Масіч.
Докази на основі археологічних даних
Нове дослідження, опубліковане у журналі Nature Communications, дозволило усунути суперечності між сучасними науковими теоріями та описом римського інженера Вітрувія. Останній у своєму трактаті «De architectura libri decem» описував іншу методику приготування матеріалу. Для перевірки гіпотез команда MIT проаналізувала археологічні зразки з будівельного майданчика у Помпеях.
Мікроструктурний і хімічний аналіз засвідчив, що фрагменти негашеного вапна змішували з іншими сухими компонентами до додавання води. Дослідження ізотопного складу допомогло відрізнити гаряче змішане вапно від традиційного гашеного, згаданого Вітрувієм. Вчені дійшли висновку, що римляни змішували подрібнений кальцинований вапняк (негашене вапно) і вулканічний попіл, а воду додавали вже наприкінці, що й запускало процес гарячого змішування. Незважаючи на відмінності у трактуванні, Масіч вважає, що Вітрувій міг бути неправильно витлумачений або ж описував саме приховане тепловиділення, характерне для цієї стадії приготування матеріалу.
Відкриття механізму самовідновлення римського бетону відкриває нові перспективи для сучасних будівельних технологій, дозволяючи створювати довговічні матеріали із надзвичайною стійкістю до руйнувань.
