Ученые раскрыли секрет прочности древнеримского бетона

Ученые долго размышляли над долговечностью древнеримских бетонных конструкций, которые не только выдержали испытание временем, но и выдержали испытание в экстремальных условиях, предполагая, что все дело в уникальном сочетании ингредиентов.

Считалось, что вулканический пепел из района Поццуоли в Неаполитанском заливе был ключевым элементом, который обеспечил уникальную прочность древних построек и сохранил их, пока современный бетон рушится на землю.

Но отчет, опубликованный в пятницу, показал, что не обязательно ингредиенты приписывают прочность римского бетона, а процесс смешивания. 

Панорамный снимок интерьера Колизея (амфитеатра Флавиев) в Риме, Италия. Колизей был построен в I веке нашей эры. Несколько файлов сшиты. (фото с iStock)

Ученые из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета обнаружили, что римляне на самом деле полагались на процесс, называемый «горячее смешивание», чтобы взбить сверхпрочный бетон. 

«Преимущества горячего смешивания двойственны», — сказал MIT News профессор гражданской и экологической инженерии Массачусетского технологического института Адмир Масик.

 «Во-первых, когда весь бетон нагревается до высоких температур, это позволяет использовать химические вещества, которые были бы невозможны, если бы вы использовали только гашеную известь, производя связанные с высокой температурой соединения, которые в противном случае не образовались бы. 

«Во-вторых, эта повышенная температура значительно сокращает время отверждения и схватывания, поскольку все реакции ускоряются, что позволяет значительно ускорить строительство», — добавил он. 

Масик впервые обратил внимание на эту концепцию после того, как заметил ярко-белые минералы размером с миллиметр в древнем бетоне.

Вид на Колизей после завершения первого этапа реставрационных работ в Риме, пятница, 1 июля 2016 года. (Ассошиэйтед Пресс)

В издании говорится, что эти отложения, описываемые как «обломки извести» и сегодня не встречающиеся в бетоне, когда-то объяснялись неправильным смешиванием.

Но профессор Массачусетского технологического института не согласился с этим ходом мыслей.

«Меня всегда беспокоила мысль о том, что присутствие этих обломков извести просто связано с низким контролем качества», — сказал Масик изданию. «Если римляне приложили столько усилий для создания выдающегося строительного материала, следуя всем подробным рецептам, которые совершенствовались в течение многих веков, почему они приложили так мало усилий для обеспечения производства хорошо перемешанного конечного продукта? ?»

Масик и его команда обнаружили, что белые частицы на самом деле были карбонатом кальция, который образовался после того, как смесь, включающая негашеную известь, достигла «экстремальной температуры».

Затем его команда провела серию испытаний с использованием современных и древних технологий с негашеной известью и без нее. 

Сейчас команда работает над коммерциализацией древних практик для современного использования.

Римский форум — храм Сатурна на переднем плане, Рим, Италия. (iStock)

Масик охарактеризовал результаты как «захватывающие» и надеется, что более легкая и долговечная бетонная смесь поможет снизить воздействие производства цемента на окружающую среду, говорится в публикации.

По сообщениям, на производство цемента приходится около 8 процентов парниковых газов.  

Кейтлин Макфолл — репортер Fox News Digital.