Ученые бьются над секретом бетона из Древнего Рима, который на протяжении тысяч лет становился все прочнее

«Рецепт изготовления этого бетона был потерян, и никому никогда не удавалось его восстановить. Римлянам повезло, что у них был подходящий минеральный пример того, как работает этот бетон. Они наблюдали за тем, как вулканический пепел попадал в море и превращался в пемзу. Нам придется подобрать их аналоги, так как и морская вода, и пепел есть далеко не везде», — рассказывает Мэри Джексон (Marie Jackson) из университета Юты в Солт-Лейк-Сити (США).

Древний Рим, как часто его критикуют многие искусствоведы и историки науки, не оставил после себя столь же богатое культурное наследие, как Древняя Греция, но зато древние римляне преуспели в практических дисциплинах — правоведении, архитектуре и строительстве. Древнеримские дороги, водопроводы, Пантеон, другие соборы и архитектурные сооружения простояли несколько тысяч лет и используются до сих пор.

Главным ноу-хау и чудом древнеримской строительной индустрии был «цемент» (opus caementicium) — прародитель современного бетона, из которого сложены многие акведуки, Колизей, портовые причалы, стены домов и других построек в Риме и остальных частях бывшего Pax Romana.

В отличие от современного бетона, сложенного из цемента и щебня, его древнеримский тезка был заметно прочнее и не разваливался через несколько десятков лет после попадания воды.

Наоборот, как отмечает Джексон, он становился только крепче после контакта с водой, о чем писали Плиний Старший и многие другие хронисты времен имперского Рима.

Это необычное свойство древнеримского бетона оставалось тайной для ученых, так как о его составе и методике изготовления нам было известно крайне мало — лишь то, что он содержал в себе песок, гальку определенных размеров, известь и вулканический пепел.

Джексон и ее коллеги нашли ответ на этот вопрос, просветив несколько фрагментов древнеримского бетона при помощи ускорителя частиц «ALS» в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.

Изучая снимки, ученые нашли внутри бетона времен Цезаря и Августа крайне необычную составляющую, которую не ожидали увидеть, — кристаллы минерала тоберморита.

Это вещество, состоящее из воды, кальция, алюминия, кремния и кислорода, обычно образуется в гидротермальных источниках или жерлах вулкана при сверхвысоких температурах, и обнаружение его в «цементе» стало сюрпризом для ученых.

Проанализировав структуру кристаллов, Джексон и ее коллеги поняли, как они возникли, и нашли объяснение невероятной прочности древнеримского бетона.

Как оказалось, бетон формировался в два этапа, первый из которых был быстрым, а второй — достаточно медленным по человеческим меркам.

Сначала известь взаимодействовала с молекулами, содержащимися в пепле, и создавала внутри бетона щелочную среду, способствовавшую формированию тоберморита.

Он возникал внутри бетона в результате проникновения морской воды и ее взаимодействия с щелочной средой.

Растущие кристаллы тоберморита сцеплялись между собой, что скрепляло бетон и не позволяло ему развалиться на части под действием химически агрессивной морской воды.

Этот процесс, как отмечают химики, может длиться несколько тысяч лет, на протяжении которых бетон не только не разрушается, а становится еще прочнее.

Сейчас Джексон и несколько других геологов пытаются воссоздать «рецепт» древнеримского бетона, смешивая различные типы вулканического пепла с морской водой.

Его создание, как надеются ученые, позволит не только найти замену обычному цементу, производство которого является одной из самых экологически «грязных» процедур, но и создать «вечные» дамбы, приливные электростанции, волнорезы и другие портовые сооружения.

• Другие новости: «И ТЕБЯ ВЫЛЕЧАТ...»: НАРДЕП ИЗ «НАРОДНОГО ФРОНТА» САМ СОБРАЛСЯ В «ПСИХУШКУ»