Древнеримский бетон ремонтирует сам себя

Остатки римского волнолома в Орбетелло. Фото: J.P. Oleson
Остатки римского волнолома в Орбетелло. Фото: J.P. Oleson

Ученые из США, Китая и Италии узнали, почему сделанный древними римлянами бетон такой долговечный — все дело в веществах, которые содержались в основном компоненте «жидкого камня» римлян, вулканическом пепле, и делали его все прочнее со временем.

Предметом исследования ученых стали бетонные сооружения-волноломы, которые возвели римляне в порту Остии (ныне район Рима), Орбетелло, Поццуоли и Анцио. Эти сооружения, построенные в море, не только не разрушались от морской воды, но делались прочнее. Это отличает римский бетон от современного, который, напротив, от контакта с водой разрушается из-за образования в нем щелочно-силикатного геля. Металлическая арматура хоть и упрочняет постройку, но в воде ржавеет.

Римляне делали свой бетон из вулканического пепла, извести и морской воды. Ученые провели анализ образцов и выяснили, что в древнем бетоне присутствуют кристаллы Al-тоберморита и филлипсита — веществ, которые образовались при реакции пепла с известью в присутствии воды и скрепляют конструкцию изнутри. Таким образом, чем дольше бетон находится в морской воде, тем дольше происходит образование кристаллов, которые склеивают материал изнутри, делая его прочнее. Особый интерес в том, что Al-тоберморит удается получить в лаборатории только при высоких температурах (более 80 °C), но у римлян получился при температуре окружающей среды.

Ученые пытаются раскрыть секреты римского бетона, чтобы воссоздать его аналог в будущем. По их словам, которые приводит пресс-релиз, древний бетон менее прочный на сжатие, чем современный, так что его аналог использовать повсеместно было бы непрактично. Но так как он намного долговечнее современного (на два порядка), то мог бы пригодиться для тех же целей, что и использовался в исследованных образцах, — для строительства молов (стен для укрепления берега) и волноломов или в строительстве приливных электростанций, где не так критична прочность на сжатие, но не помешает долговечность.

Исследование описано в журнале American Mineralogist.

Ранее ученые изобрели асфальт, впитывающий воду.

Теги:

Читать еще на Чердаке: