Учёные узнали рецепт прочности бетона, из которого строили в Древнем Риме

Исследователям удалось определить химический состав древнеримского бетона, который уже много тысячелетий не поддается разрушительному воздействию стихий.
Древние римляне строили прибрежные стены из камней с помощью бетона, состоящего из извести и вулканического пепла, пишет ВВС Украина.

Ученые определили, что входившие в его состав вулканические элементы вступали в реакцию с морской водой, и конструкция становилась крепче.

По мнению ученых, это открытие может стать толчком для разработки экологичных строительных материалов.

Современный цементный раствор со временем трескается и разрушается. А прочность древнеримского материала уже давно не давала покоя исследователям, ведь с годами этот материал только крепнет даже под действием воды.

Во время исследования образцов приморских стен ученые выяснили, что бетон древних римлян содержит редкий минерал - алюминий-тоберморит.

Они считают, что это укрепляющее вещество кристаллизовалось в извести, когда древнеримский раствор выделял тепло под воздействием морской воды.

Но на этом исследователи не остановились и провели еще более детальный анализ образцов прибрежных стен с помощью электронного микроскопа, чтобы определить распределение элементов.

Также они использовали две другие техники: рентгеновскую микродифракцию и рамановскую спектроскопию, чтобы точнее определить химический состав.

По результатам нового исследования стало известно, что сквозь бетон в значительном объеме прорастает тоберморит. В составе также содержится пористый минерал, который называется филлипсит.

Исследователи утверждают, что эти кристаллы прорастали под длительным воздействием морской воды, укрепляли бетон и предупреждали появление трещин.

"В отличие от современного бетона, который изготавливают на основе цемента, - сообщила главная автор исследования Мари Джексон из Университета штата Юта, США, - бетон древних римлян твердый, как камень, и крепнет во время химического обмена с морской водой".



Этот минерал очень редкий, говорят ученые.

Древний раствор очень отличался от современного. Сейчас здания возводят с применением бетона, основой которого является портлендский цемент.

Его изготавливают путем нагревания и измельчения нескольких составляющих: известняка, песчаника, пепла, мела, железа и глины. Растертый материал затем смешивают с крупными частицами, так называемыми "агрегатами", например кусочками камня, чтобы образовывались бетонные структуры.

Изготовление цемента вредит окружающей среде и является источником 5% всех мировых выбросов углекистого газа.

Могут ли у нас появиться более экологичные строительные материалы, если о цементном растворе древних римлян станет известно больше?

Профессор Джексон тестирует новые материалы с помощью морской воды и вулканической породы из западных районов Соединенных Штатов. В интервью BBC в начале этого года профессор сказала, что при строительстве электростанции - приливной лагуны в заливе Суонси - следует учесть древнеримский опыт замеса бетона.

"Они строили очень массивные сооружения, довольно безопасные для окружающей среды и долговечные", - отметила профессор Джексон.

"По моему мнению, римский бетон или его аналог был бы очень хорошим вариантом (для Суонси. - Ред.). Чтобы инвестиции в эту электростанцию ​​окупились, она должна прослужить 120 лет", - добавляет она.

"Мы знаем, что портлендский цементобетон имеет стальную арматуру. Максимум через шестьдесят лет она разрушится из-за коррозии, а это только половина нужного срока его использования", - отмечает профессор.

Однако несколько факторов затрудняют возрождение древнеримского цемента. Один из них - это недостаток необходимой вулканической породы. Древним римлянам, говорят ученые, просто повезло, потому что необходимые материалы были у них буквально под ногами.

Кроме того, точный рецепт римской смеси не сохранился. Чтобы полностью восстановить формулу древних римлян экспериментальным путем, нужны долгие годы.
Результаты исследования опубликованы в журнале "American Mineralogist".

Источник: ВВС Украина