Раскрыт секрет, благодаря которому римский бетон просуществовал тысячи лет

(Дэн Три) - Без современных технологий древнеримские сооружения простоят более 2000 лет.

Самовосстанавливающийся бетон

Бетон — основной материал большинства современных сооружений. Но по сравнению с невероятной прочностью древних памятников, таких как Колизей или Пантеон, современный бетон имеет гораздо меньший срок службы и постоянно нуждается в ремонте. В чём же разница?

Новое исследование Массачусетского технологического института (MIT, США) раскрыло секрет, скрытый глубоко в древнеримских бетонных блоках. Речь идёт о способности к самовосстановлению, свойственной, кажется, только научной фантастике.

Римский Колизей стоит уже тысячелетия. (Фото: Archdaily).

Исследовательская группа проанализировала образцы бетона, взятые из руин древней городской стены в Привернуме (Италия). Результаты показали, что, хотя основными ингредиентами всё ещё были такие известные материалы, как вулканический пепел пуццолана, туф и известь, внутри были обнаружены небольшие белые кристаллы, которые ранее считались «ошибками смешивания».

На самом деле, именно известь играет ключевую роль. Когда бетон трескается и внутрь просачивается вода, не прореагировавшие хлопья извести немедленно запускают химический процесс, образуя насыщенный раствор кальция.

Этот раствор затем кристаллизуется в карбонат кальция — соединение, способное заполнять трещины и восстанавливать связи между частицами окружающего материала. Таким образом, бетон «латает» свою структуру без вмешательства человека.

Эта реакция совершенно естественна и подобна тому, как организм человека заживляет раны на коже. По словам исследователей, это очень редкая особенность строительных материалов: механизм «химического самовосстановления».

Другой способ производства

Ещё одним важным отличием была технология изготовления бетона. Вместо использования гашеной извести (извести, смешанной с водой) римляне, возможно, использовали метод горячего смешивания. Они добавляли негашеную известь непосредственно в смесь заполнителя и пуццолановой золы, а затем добавляли воду.

На этом увеличенном изображении показан цементирующий материал на основе алюмосиликата кальция (CASH), образующийся при реакции вулканического пепла и извести с морской водой. Внутри цементирующей матрицы CASH образовались кристаллы платины – альтоберморита (Фото: Getty).

Термическая реакция, возникающая в ходе этого процесса, создает неразложившиеся фрагменты извести, которые действуют как резервы кальция.

Через десятки или даже сотни лет, когда бетонный блок трескается из-за климата, землетрясений или нагрузок, эти запасы кальция активируются, создавая цепную реакцию самовосстановления.

Это открытие не только помогает объяснить, почему римские сооружения сохранились на протяжении тысячелетий, но и открывает новые направления для современной промышленности строительных материалов.

Профессор Адмир Масич, руководитель исследовательской группы Массачусетского технологического института, заявил, что если эту технологию самовосстановления воссоздать и применить к современному бетону, мы сможем продлить срок службы зданий, значительно сократить расходы на ремонт и, что самое главное, сократить выбросы парниковых газов.

В настоящее время цементная промышленность ответственна за около 8% мировых выбросов углерода, в основном за счёт производства, транспортировки и обслуживания зданий. Разработка самовосстанавливающегося бетона, как это делали древние римляне, может помочь изменить эту ситуацию.

Не нуждаясь в сверхсовременных материалах или сложных производственных цепочках, древние технологии по-прежнему демонстрируют свою непреходящую мощь. И иногда, чтобы двигаться вперёд, человечеству приходится оглядываться на то, что оставили нам предки.

Источник: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-bi-mat-giup-be-tong-la-ma-ben-hang-nghin-nam-20250728070224281.htm