Раскрыт секрет прочности римского бетона

Многие из древнеримских сооружений были построены из бетона: знаменитый Пантеон в Риме, построенный между 118 и 128 годами н. э, до сих пор цел, а некоторые древнеримские акведуки и сегодня доставляют воду в Рим. Между тем, многие современные бетонные конструкции разрушаются уже через несколько десятилетий. Теперь ученые раскрыли секрет прочности древних конструкций.

Исследователи потратили десятилетия, пытаясь разгадать секрет этого сверхпрочного древнего строительного материала, особенно в конструкциях, которые выдерживали особенно суровые условия, таких как доки, канализации и морские стены, или построенных в сейсмически активных местах.

Исследователи предполагали, что ключ к долговечности древнего бетона был основан на одном ингредиенте: пуццолановом материале, таком как вулканический пепел из района Поццуоли на берегу Неаполитанского залива. Этот конкретный вид пепла даже доставлялся по всей огромной Римской империи для использования в строительстве и был описан как ключевой ингредиент для бетона в отчетах архитекторов и историков того времени.

При ближайшем рассмотрении выяснилось, что эти древние образцы содержат небольшие, миллиметровые ярко-белые минералы, которые уже давно признаны вездесущим компонентом римских бетонов. Эти белые кусочки, часто называемые "известковыми обломками", происходят из извести, еще одного ключевого компонента древней бетонной смеси. Ранее считавшиеся свидетельством небрежной практики смешивания или некачественного сырья, новое исследование предполагает, что именно эти крошечные известковые класты наделяли бетон ранее не признанной способностью к самовосстановлению. После дальнейшего анализа этих кластов исследователи получили новое представление об их потенциальной функциональности.

Изучая образцы этого древнего бетона, ученые определили, что белые включения действительно состояли из различных форм карбоната кальция. А спектроскопическое исследование позволило установить, что они образовались при экстремальных температурах, как и следовало ожидать в результате экзотермической реакции, вызванной использованием негашеной извести вместо или в дополнение к гашеной извести в смеси. "Горячее смешивание", заключила команда, на самом деле было и ключом к сверхпрочности.