Ученые разгадали секрет прочности бетона древних римлян

По данным раскопок, бетон, как материал существовал уже в V веке до н. э. Но с тех времён до нас дошли лишь фрагменты в виде плит или обломков. А вот что действительно поражает – это строения древних римлян.
Акведуки, даже сегодня снабжающие водой города, действующие мосты, множество цирков, терм, храмов. Пантеон, построенный в I веке до н.э., имеет самый большой в мире купол из неармированного бетона, но при этом и сегодня находится в прекрасном состоянии. Может быть у древних римлян был секрет прочности бетона?

Пантеон — выдающийся памятник истории и архитектуры древнего Рима, построенный между 118 и 128 годами нашей эры.

Фото: cattur.ru

Состав римского бетона постоянно исследовался и возникла гипотеза, что древний бетон имеет способность к самовосстановлению, но за счёт чего это происходит было не ясно. Причём, сам состав давно не был тайной. Римский бетон состоял из смеси песка, наполнителя в виде щебёнки и связующего элемента. В качестве связки использовали известь в смеси с вулканическими продуктами (пуццолан, пемза).
Видимо долговечность обусловлена не компонентами, а технологией создания бетона.

Пантеон имеет самый большой неармированный купол в мире диаметром 43,2 м.

Фото: portugese.fansshare.com

Группа учёных из Массачусетского технологического института, Гарвардского университета и лабораторий в Италии и Швейцарии после долгих исследований утверждают, что материал выдержал тысячелетия благодаря «горячему смешиванию». Это означает, что в составе бетона использовали негашёную известь. Ранее считалось, что известь гасили и добавляли в смесь в виде пасты.
Руководитель группы Адмир Масич говорит, что ему не давали покоя белые минеральные элементы, которые повсеместно встречаются в древнем бетоне. Ранее их наличие списывали на недостаточное перемешивание раствора. Но, если римляне приложили столько усилий для создания выдающегося материала, то как они могли просто плохо его перемешать?
Исследование показало, что белые включения состоят из различных форм карбоната кальция, которые образовались при экстремальных температурах.
Именно в процессе «горячего смешивания» создаются высокие температуры и обломки извести образуют хрупкую архитектуру наночастиц, образуя легко ломающийся и реактивный источник кальция. Именно этот кальций и обеспечивает способность бетона к постоянному восстановлению.
Крошечные трещины, которые со временем образуются в бетоне, проходят через обломки извести. При реакции с водой, попадающей в трещины, формируется раствор, который превращается в карбонат кальция и быстро заполняет трещину.
Так происходит «залечивание» трещин и самовосстановление материала. По мнению учёных эту технологию возможно внедрять в современное производство бетона.

Изображение двухсантиметрового осколка бетона полученного с места раскопок в Привернуму, Италия. Красным окрашен кальций, синим — кремний, а зеленым — алюминий.

Фото: dezeen.com

Рецепты бетона постоянно меняются и совершенствуются под разные задачи, ведь область применения материала постоянно расширяется.
В современные виды бетона добавляют красители, пластификаторы. Для фундаментальных построек важна крепость материала, для декоративных работ – пластичность и скорость затвердевания.
Работая с арт-бетоном, мы постоянно искали оптимальный состав, который бы мог обеспечить нашим проектам надёжность, прочность и при этом давал возможность создавать художественно ценные объекты.
В результате в нашей студии мы создали собственную смесь «VII MIRACULA», которую с удовольствием применяем. Смесь соответствует всем СНИПам и ГОСТам.
«VII MIRACULA» показала прекрасные результаты в процессе эксплуатации объектов: в помещениях и на открытом воздухе при разных температурах и погодных условиях.

Теги:  Арт-бетон, Технологии арт-бетона