(Йорг Грюэль, фото Getty Images)
| Спустя почти два тысячелетия после расцвета Римской империи некоторые из ее сооружений сохранились до сих пор. Эти чудеса выдержали испытание временем, в том числе Пантеон в Риме, римские акведуки в Сеговии, Испания, и римские бани в Англии. Долговечность этих сооружений во многом обусловлена римским бетоном. Но что же делает римский бетон таким особенным? Что же такого в этом материале, что позволяет сооружениям простоять тысячи лет? Исследователи до сих пор ломают голову над тем, как именно изготавливался римский бетон, но у них есть несколько подсказок, в том числе о многих его ингредиентах и о том, что он самовосстанавливается во время дождя. |
| Как изготавливается бетон. Во-первых, важно понимать, как в целом производится бетон. Современный бетон начинается с цемента, который представляет собой мелкий порошок, превращающийся в пасту при смешивании с водой. Ключевым ингредиентом цемента является осадочная порода известняк, которая в основном состоит из карбоната кальция, соединения, также встречающегося в природе, в том числе в яйцах и морской ракушке. Известняк смешивается с другими материалами, такими как глина, а затем нагревается в печи при температуре 2700 градусов по Фаренгейту (1482 градуса по Цельсию) для получения материала, называемого клинкером. При измельчении клинкера, а также некоторых добавок в мелкий порошок получается цемент. По теме: Когда была изобретена сталь? Сегодня наиболее часто используемый цемент называется портландцемент. По словам Сомайе Нассири, доцента кафедры гражданского строительства и охраны окружающей среды Калифорнийского университета в Дэвисе, срок службы конструкций из портландцемента составляет от 75 до 100 лет в зависимости от условий эксплуатации. Бетон явно изменился с тех пор, как его использовали во времена Римской империи, но правда в том, что он менялся с момента своего изобретения. Использование материалов, похожих на бетон, началось еще в 6500 году до н.э. Сирийцы каменного века случайно разработали неорганический строительный состав, известный как известь, используя свои кострища, которые, вероятно, нагревали окружающие камни в примитивной версии современного процесса, известного как прокаливание. Тем временем, по словам Нассири, майя в Мезоамерике около 1100 года до нашей эры разработали предшественники бетона, используя негашеную известь, которая образуется при нагревании известняка до высоких температур, выделяя углекислый газ и превращая карбонат кальция в оксид кальция. Но римский бетон был уникальной смесью, и он творил чудеса. «Бетон построил империю», — сказал Live Science Кевин Дикус, доцент кафедры классической архитектуры Орегонского университета. По словам Дикуса, римляне использовали свой бетон еще в третьем веке до нашей эры. |
Римский акведук в Сеговии, Испания, является одним из многих акведуков римской эпохи, которые сохранились до наших дней.  Римский акведук в Сеговии, Испания, является одним из многих акведуков римской эпохи, которые сохранились до наших дней. (Фото с сайта Getty Images) Группа исследователей из Массачусетского технологического института проиллюстрировала эффект кластеров в исследовании 2023 года, опубликованном в журнале Science Advances. Они проанализировали римский бетон с помощью сканирующих электронных микроскопов и рентгеновских лучей, чтобы увидеть, что делает его прочным, и понять, как он был изготовлен, в то время как римляне, казалось, интуитивно понимали это чудо инженерной мысли. «Было ли это просто счастливой случайностью, или они действительно знали, что делают?» Дикус задумался. Римляне также использовали метод, известный как горячее смешивание, который включает в себя смешивание негашеной извести с пуццоланом, водой и другими ингредиентами, а затем их нагревание. Команда Массачусетского технологического института обнаружила, что этот метод помогает раскрыть способность известковых отложений к самовосстановлению и может привести к более быстрому схватыванию, чем цемент, приготовленный из водного раствора негашеной извести, называемого гашеной известью, который, по словам Дикуса, сегодня является нормой. Исследователи все еще исследуют римский бетон. «Мы все еще изучаем некоторые методы, которые они использовали при его смешивании и подготовке материалов», — сказал Нассири. Как пояснил Дикус, в текущем процессе смешивания портландцемент не допускает образования известковых отложений. Клинкер, полученный в печи для обжига, измельчается в мелкий порошок, уничтожая все возможные отложения. Напротив, когда римляне, вероятно, в горячем виде смешивали негашеную известь, золу и воду, обломки оставались «в виде небольших включений в цемент», — сказал он. Независимо от того, понимали ли римляне всю прелесть своего рецепта цемента, его величие проявляется в долговечности. Даже сегодня нет ничего лучше, чем прикоснуться к римской стене. «Ему 2000 лет, и он такой же твердый, как и в тот день, когда его вылили», — сказал Дикус. — Автор: Элана Спивак, под редакцией Лоры Геггель и Лоры Мондрагон |