Розкриття секрету, який допомагає римському бетону прослужити тисячі років

(Ден Трі) - Без сучасних технологій давньоримські споруди стоять понад 2000 років.

Самовідновлювальний бетон

Бетон є основним матеріалом більшості сучасних будівель. Але порівняно з неймовірною довговічністю стародавніх пам'яток, таких як Колізей чи Пантеон, сучасний бетон має набагато коротший термін служби та постійно потребує ремонту. У чому ж різниця?

Нове дослідження Массачусетського технологічного інституту (MIT, США) розкрило таємницю, приховану глибоко всередині давньоримських бетонних блоків. Це здатність до самовідновлення, функція, яка, здається, існує лише у науковій фантастиці.

Римський Колізей досі стоїть після тисячоліть. (Фото: Archdaily).

Дослідницька група проаналізувала зразки бетону, взяті з руїн стародавньої міської стіни в Прівернумі (Італія). Результати показали, що хоча основними інгредієнтами були все ще звичні матеріали, такі як вулканічний попіл пуцолани, туф і вапно, всередині з'явилися маленькі білі кристали, які колись вважалися «помилками змішування».

Насправді, ключем є саме вапно. Коли бетон тріскається і вода просочується всередину, непрореагували пластівці вапна негайно запускають хімічний процес, створюючи насичений розчин кальцію.

Цей розчин потім кристалізується в карбонат кальцію – сполуку, яка може заповнювати тріщини та відновлювати зв’язування частинок навколишнього матеріалу. Таким чином, бетон «латає» свою структуру без втручання людини.

Ця реакція є цілком природною, подібною до того, як людський організм загоює рани на шкірі. За словами дослідницької групи, це дуже рідкісна особливість будівельних матеріалів: механізм «хімічного самовідновлення».

Різні методи виробництва

Ще одна велика відмінність полягає в технології виготовлення бетону. Замість гашеного вапна (вапна, змішаного з водою), римляни, можливо, використовували техніку гарячого змішування. Вони додавали негашене вапно безпосередньо до суміші заповнювача та пуцоланової золи, а потім додавали воду.

Це збільшене зображення показує кальцієво-алюмосилікатний (CASH) цементит, що утворюється в результаті реакції вулканічного попелу та вапна з морською водою. Кристали платини Al-тобермориту виросли в матриці цементиту CASH (Фото: Getty).

Термічна реакція, що виникає в результаті цього процесу, створює нерозкладені фрагменти вапна, які діють як резервуари кальцію.

Через десятки або навіть сотні років, коли бетонний блок тріскається через клімат, землетруси або навантаження, ці запаси кальцію активуються, створюючи ланцюгову реакцію самовідновлення.

Це відкриття не лише допомагає пояснити, чому римські споруди збереглися протягом тисячоліть, але й відкриває нові напрямки для сучасної промисловості будівельних матеріалів.

Професор Адмір Масіч, керівник дослідницької групи в Массачусетському технологічному інституті, сказав, що якщо цю технологію самовідновлення відтворити та застосувати до сучасного бетону, ми зможемо продовжити термін служби будівлі, значно зменшити витрати на ремонт і, найголовніше, зменшити викиди парникових газів.

Цементна промисловість відповідає близько 8% світових викидів вуглецю, більшість з яких походить від виробництва, транспортування та обслуговування будівель. Розробка самовідновлювального бетону, як це робили стародавні римляни, може змінити це.

Без потреби в надсучасних матеріалах чи складних промислових процесах, стародавні методи досі доводять свою позачасову силу. І іноді, щоб рухатися вперед, людство змушене озиратися на те, що залишили після себе наші предки.

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