Исследователи раскрыли химическую формулу римского бетона, которая сопротивлялась воздействию элементов в течение тысяч лет, пишет британское издание BBC.
Для соединения камней в древних морских стенах, построенных римлянами, использовался бетон, сделанный из известняка и вулканического пепла. Теперь ученые обнаружили, что элементы внутри вулканического материала реагируют с морской водой, тем самым укрепляя постройку.
Они считают, что открытие может привести к созданию более экологически чистых строительных материалов. В отличие от современной бетонной смеси, которая со временем разрушается, римская субстанция давно озадачивает исследователей.
Вместо того, чтобы разрушаться, особенно в присутствии морской воды, материал, похоже, набирает силу из-за воздействия этой самой воды.
В предыдущих тестах с образцами древнеримских морских стен и гаваней исследователи узнали, что в бетоне содержится редкий минерал, называемый алюминий-тоберморит.
Они считают, что это усиливающее вещество кристаллизуется в извести, поскольку римская смесь выделяет тепло при воздействии морской воды.
Теперь исследователи провели более подробное исследование образцов гавани с помощью электронного микроскопа для сопоставления распределения элементов. Они также использовали два других метода: рентгеновскую микродифракцию и спектроскопию комбинационного рассеяния, чтобы получить более глубокое понимание химии процессов.
Ученые обнаружили значительное количество тоберморита, прорастающего сквозь ткань бетона, с соответствующим пористым минералом, называемым филлипситом.
Исследователи говорят, что долгосрочное воздействие морской воды помогло этим кристаллам со временем расти, усиливая бетон и предотвращая образование трещин.
«Вопреки принципам современного цементного бетона, — сказал ведущий автор исследования Мари Джексон из Университета Юты, — римляне создали скальный бетон, который процветает в открытом химическом обмене с морской водой».
Древняя смесь сильно отличается от нынешнего подхода. Современные здания построены из бетона на основе портландцемента.
Это предполагает нагрев и дробление смеси нескольких ингредиентов, включая известняк, песчаник, золу, мел, железо и глину. Затем тонкий материал смешивают с «заполнителями», такими как камни или песок, для строительства бетонных конструкций.
При этом процесс производства цемента имеет серьезный экологический маркер, который отвечает за около 5% глобальных выбросов CO2.
Возможно, большее изучение древнеримской смеси бетона поможет привести к более экологичным строительным материалам?
Профессор Джексон тестирует новые материалы, используя морскую воду и вулканические породы с западной части Соединенных Штатов. Выступая в начале этого года, она утверждала, что запланированная приливная лагуна Суонси должна быть построена с использованием древнеримских знаний о бетоне.
«Их техника была основана на создании очень массивных структур, которые действительно достаточно экологически устойчивы и очень долговечны», — сказала она.
