Boom metrics
Наука19 июля 2023 12:40

Ученые раскрыли один из главных секретов Древнего Рима: почему сооружения, которым 2 тысячи лет, до сих пор целы

Специалисты узнали состав сверхпрочного бетона древних римлян
За 2000 лет Пантеон только окреп.

За 2000 лет Пантеон только окреп.

Фото: Shutterstock.

Пантеон в Риме – Храм всех богов – цел и невредим спустя 2000 лет. И это при том, что его венчает довольно хрупкая конструкция – самый крупный в мире купол из неармированного бетона диаметром 43 метра. Фантастика… Куда менее грандиозные и более современные сооружения давно лежат в руинах - разрушились, не выдержав испытания временем. А языческий античный храм стоит. И только крепчает.

В «рабочем состоянии» находятся и другие древнеримские постройки – например, акведуки. Или волноломы. В чем секрет? Ученые окончательно разобрались только что. О чем сообщили в журнале Science Advances, на который коротко ссылается портал ScienceAlert.

Было понятно, что все дело в строительном материале - в бетоне, который древние зодчие замешивали на местном вулканическом пепле – пуццолане. Но, как выяснилось в результате многолетних исследований, секрет не в нем, а в другом компоненте - в извести. И в способе ее внесения в бетонную смесь.

Бетонный купол Пантеона. Вид сверху.

Бетонный купол Пантеона. Вид сверху.

Фото: Shutterstock.

До правильного «рецепта» додумались в Массачусетском технологическом институте (Massachusetts Institute of Technology - MIT).

Если коротко: римляне брали пуццолану, добавляли воды, смешивали с известью – обязательно негашеной – и нагревали. По сути кипятили. А если использовать гашеную известь и не кипятить, ничего не получится – в смысле бетон не станет таким, как у древних римлян.

На правильный путь ученых вывели сканирующий электронный микроскоп и рентгеновская спектроскопия, благодаря которым они хорошо рассмотрели белые крошки извести, обнаруженные в бетоне. И отказались от предположения, что это брак – результат того, что компоненты были плохо перемешаны. Нет, древние римляне специально провоцировали появление крошек извести, которые образовывались в результате так называемого горячего смешивания.

И самое главное: именно крошки делали бетон «вечным». Благодаря им он непрерывно восстанавливал сам себя – заделывал возникавшие трещины.

Один из древнеримских акведуков – водоводов. До сих пор цел.

Один из древнеримских акведуков – водоводов. До сих пор цел.

Фото: Shutterstock.

Вода, попадая в трещину, «находила» известь, вступала с ней в реакцию, образуя раствор, богатый кальцием. Раствор затвердевал и тем самым заделывал трещину.

Обычный бетон трескается и разрушается, а древнеримский только крепчает. Даже под ударами морских волн.

Для проверки своих открытий специалисты MIT изготовили образцы, использовав гашеную и негашеную известь. Провели испытания на растрескивание – в итоге, «испортили» и те, и другие. Но через два недели в бетоне на основе негашеной извести трещины «залечились», а тот, который был замешан с гашеной известью и без нагревания, так остался с трещинами.

В настоящее время ученые дорабатывают «древнеримский рецепт» так, чтобы его можно было использовать в строительных 3D-принтерах.