Размещено на портале Архи.ру (www.archi.ru)

24.01.2023

Исследователи из MIT и Гарварда раскрыли секрет прочности древнеримского бетона

Алина Измайлова

Научное сообщество давно пытается разгадать секрет прочности римских построек из бетона, появляются все новые публикации, но доподлинно установить состав античной смеси и технологию строительства пока не удалось. Исследовательская команда из сотрудников Массачусетского технологического института (MIT) и Гарвардского университета выдвинула свежую версию: «жизнестойкость» римского бетона держится на негашеной извести, включенной в состав смеси – именно «кипелка» «затягивает» появляющиеся в бетонных конструкциях трещины.

Купол римского Пантеона (воз­ве­дён ок. 118 – ок. 125 н. э.)
Купол римского Пантеона (воз­ве­дён ок. 118 – ок. 125 н. э.)
Автор: michaelleckma via flickr.com. Лицензия Attribution-NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-ND 2.0)

Изыскание началось с того, что команда проанализировала образцы римского бетона, найденного в ходе археологических раскопок в центральной части Италии. В центре внимания оказались фрагменты белого известняка, к которому их коллеги ранее не проявляли профессионального интереса: считалось, что наличие подобных осколков в бетонной массе – признак некачественного сырья или недобросовестного вымешивания.
Римский Пантеон (воз­ве­дён ок. 118 – ок. 125 н. э.)
Римский Пантеон (воз­ве­дён ок. 118 – ок. 125 н. э.)
Автор: ZeroOne via flickr.com. Лицензия Attribution-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0)

Анализ показал, что белые включения появились в результате гашения и уже после того, как смесь была замешана. По всей видимости, в античных сооружениях на протяжении всего их существования происходил следующий процесс: трещины разрывали не только тело бетона, но и вкрапления негашеной извести (CaO), отламывая от ее кусков мелкие частицы. В контакт с кусочками извести вступала вода, запускавшая реакцию гашения. Насыщенный кальцием раствор заполнял полости, а затем превращался в кристаллы карбоната кальция – они-то и «заживляли» разрывы. При этом гашение извести сопровождалось выделением большого количества тепла, катализировавшего процесс: кипение сокращало время схватывания и не давало трещине распространиться дальше.
Акведук в Италии
Акведук в Италии
Автор: a rancid amoeba via flickr.com. Лицензия Attribution-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0)

Команда провела эксперимент с двумя надтреснутыми образцами бетона: один был изготовлен по античной рецептуре, другой – по современной, оба подвергли воздействию воды. Через две недели кусок бетона, в составе которого не было негашеной извести, дал течь, в то время как «римская» модель сохранила свою целостность. Теперь ученые намерены актуализировать технологию и представить полученное сырье широкому потребителю.