Почему римский бетон возрастом 2000 лет все еще превосходит современный бетон по долговечности?

Чем больше бетон подвергался воздействию дождя и солнца, тем прочнее становился бетон, созданный древними римлянами, благодаря особому секрету в материалах и способе смешивания бетона.

Древние римляне были известны как мастера строительства и инженерии. Одним из самых впечатляющих шедевров стала система акведуков, которая функционирует и по сей день. Непреходящая долговечность римских сооружений во многом объясняется уникальным материалом — пуццолановым бетоном.

Этот тип бетона назван в честь города Поццуоли в Италии и является фактором, который помогает многим римским сооружениям сохраняться тысячи лет. Типичным примером является Пантеон — крупнейшее в мире сооружение из неармированного бетона. Спустя почти 2000 лет Пантеон все еще стоит, являя собой свидетельство совершенства древнеримской инженерии.

Римский бетон и «секрет» самовосстановления

Пуццолановый бетон изготавливается из смеси вулканического пепла (пуццолана) и извести. При смешивании с водой эти два ингредиента вступают в химическую реакцию, образуя прочный бетон. Но секрет римского бетона кроется не только в ингредиентах, но и в том, как римляне их смешивали.

В раскопанных образцах римского бетона ученые обнаружили небольшие белые комочки извести. Ранее считалось, что это результат плохого смешивания бетона или некачественных материалов. Однако исследование группы ученых из Массачусетского технологического института (MIT) показало обратное. Эти комки извести не являются технической ошибкой, а являются «ключом» к созданию исключительной долговечности римского бетона.

Группа исследователей Массачусетского технологического института под руководством ученого Адмира Масича проанализировала образцы бетона возрастом 2000 лет с места раскопок Привернум в Италии. Они обнаружили, что вместо использования гашеной извести (обычной извести, получаемой из гидроксида кальция) римляне, возможно, использовали негашеную известь (оксид кальция) и смешивали ее непосредственно с пуццоланой и водой при очень высоких температурах. Этот метод называется «горячее смешивание».

Согласно исследованиям, процесс горячего смешивания дает два важных преимущества. Во-первых, высокие температуры создают особые химические соединения, которые невозможно образовать с использованием одной только извести, что придает бетону большую долговечность. Кроме того, время набора прочности и затвердевания бетона сократилось, что позволило римлянам возводить сооружения быстрее.

Самой отличительной особенностью технологии горячего смешивания является способность бетона к самовосстановлению. Когда бетон трескается, трещины имеют тенденцию распространяться на комки извести в бетонном блоке. При контакте с водой известь вступает в химическую реакцию, образуя богатый кальцием раствор. Этот раствор высыхает, образуя карбонат кальция, и «латает» трещины, не давая им распространяться.

Доказательства древних сооружений

Эта способность к самовосстановлению отчетливо наблюдалась в древнеримских сооружениях. Например, в гробнице Цецилии Метеллы трещины в бетоне полностью заполнены кальцитом — кристаллической формой карбоната кальция. На морских дамбах, которым 2000 лет, несмотря на постоянное воздействие океана, римский бетон сохранился практически нетронутым. Проще говоря, чем больше римский бетон подвергается воздействию ветра, дождя и суровой погоды, тем прочнее становится.

Чтобы проверить теорию, команда воссоздала римский бетон, используя технологию горячего смешивания с негашеной известью. Для сравнения они также создали бетон без содержания извести. Результаты показали, что бетон, уложенный по римскому методу, способен самостоятельно заделывать трещины в течение двух недель, в то время как обычный бетон остается с трещинами.

Можно заметить, что римский бетон является не только свидетельством креативности и дальновидности древних римлян, но и источником вдохновения для современной строительной отрасли. Его способность к самовосстановлению и невероятная долговечность могут открыть новые возможности для будущих строительных материалов, особенно в контексте необходимости экологически чистых решений.

Источник: https://giadinh.suckhoedoisong.vn/vi-sao-be-tong-la-ma-2000-nam-tuoi-van-danh-bai-be-tong-thoi-nay-ve-do-ben-bi-172241203073635492.htm