Римская империя давно стала историей, но некоторые памятники архитектуры того времени по-прежнему стоят — даже почти 2 000 лет спустя. И своей долговечностью они обязаны римскому бетону: уникальному строительному материалу, который нынешние ученые не могут воссоздать. Портал livescience.com рассказал, чем он отличается от обычного бетона.
Для начала стоит разобраться, как вообще изготавливается бетон. Современный бетон начинается с цемента — измельченного порошка, который превращается в пасту при смешивании с водой. Ключевой ингредиент цемента — известняк, состоящий преимущественно из карбоната кальция, также встречающегося в яичной скорлупе и ракушках. Известняк смешивают с другими материалами, такими как глина, после чего обжигают в горне при температуре 1 482 градуса Цельсия, чтобы получить новый материал — клинкер. А его уже растирают в порошок и добавляют к нему примеси, в результате получая цемент.
Наиболее популярный сегодня цемент называется портландцементом. В зависимости от окружающей среды, сооружения, построенные из портландцемента, обладают сроком жизни от 75 до 100 лет. Очевидно, сегодня бетон уже совсем не такой, каким он был в древнеримские времена, но, по факту, он постоянно менялся с самого момента своего появления.
Первые материалы, похожие на бетон, датируются 6500 годом до н.э. Древние сирийцы еще в каменном веке случайно разработали известь с помощью своих кострищ — они, вероятно, нагревали окружающие камни в результате примитивной версии современного кальцинирования. Тем временем, народ майя в Мезоамерике примерно в 1100 году до н.э. создал предтеч бетона, состоявших из негашеной извести.
Но у римского бетона был уникальный рецепт, и он определенно прошел проверку временем, т.к. вся империя была построена с помощью этого материала. Его секрет кроется и в ингредиентах, и в методах их смешивания. Так, одним из ингредиентов был пуццолан — или вулканический пепел, собранный в итальянском городе Поццуоли. Кремний и окись алюминия в пуццолане вступают в реакцию с водой и известью при обычных температурах, что приводит к более прочному, долговечному бетону. Пуццолан также используется для производства гидравлического цемента, способного затвердевать под водой.
Еще один важный ингредиент — маленькие фрагменты извести, которые наделяют римский бетон способностью к самовосстановлению. Со временем любой бетон слабеет, и вода рано или поздно проникает внутрь трещин. Однако в римском бетоне она достигает извести, которая вступает в реакцию с водой и формирует кристаллы, заполняющие трещины. Гробница Цециллии Метеллы рядом с Римом покрыта такими кристаллизованными трещинами.
Помимо этого, римляне использовали т.н. метод горячего смешения: известь, пуццолан, воду и другие ингредиенты сначала смешивали, а потом нагревали. Данный метод позволял раскрыть способность извести к починке трещин в бетоне и ускорял затвердевание материала.
Ученые по-прежнему продолжают изучать свойства римского бетона. Нынешней портландцемент не позволяет достичь того же результата, что и у римлян, т.к. клинкер перемалывается в мелкий порошок, а это препятствует формированию кристаллов извести. Исследователи до сих пор не могут воссоздать точный рецепт римского бетона.
