Римская гробница раскрыла секрет прочности древнего бетона
Ученые исследовали гробницу Цецилии Метеллы возрастом 2050 лет и разгадали, почему некоторые древние сооружения сохраняются лучше современных.
Понимание того, из каких компонентов были изготовлены древние стройматериалы, поможет придумать новые способы создания суперпрочных сооружений. В наше время некоторые бетонные конструкции начинают трескаться и крошиться через несколько десятилетий эксплуатации. Однако есть древнеримские постройки, которые демонстрируют прочность в условиях, которые разрушили бы современный бетон.
Исследователи обнаружили, что гробница знатной женщины превышает по качеству усыпальницы ее современников-мужчин. Ученые решили разгадать минеральный состав конструкции. Оказалось, дело в добавлении вулканического материала и необычных химических реакциях на дождь и грунтовые воды. Об этом сообщает пресс-служба Массачусетского технологического института. Сама научная работа опубликована в Journal of the American Ceramic Society.
Гробница расположена на Аппиевой дороге и является одной из главных ее достопримечательностей. Ее построили в 30-10 годах до нашей эры. Сооружение представляет собой башню на квадратном основании. Высота объекта - 21 метр, а диаметр - 29 метров. Цецилия была женой Марка Красса, который образовал вместе с Цезарем и Помпеем первый триумвират в 59 году до нашей эры.
Гробница - пример усовершенствованных технологий бетонного строительства Древнего Рима. Они были описаны в трактате "Десять книг об архитектуре". Так, строительство толстых стен из кирпича или вулканического камня, скрепленных раствором из извести и вулканической тефры (пористых осколков стекла и кристаллов, образовавшихся при взрывных извержениях), позволило создать сооружения, которые в течение долгого времени не разрушаются. Эти слова подтверждаются видом памятников. Но древние римляне не могли знать, как в будущем будет растворяться минерал магматического происхождения лейцит в дождевой воде и выделять в раствор калий. Который, в свою очередь, улучшил сцепление бетона, хотя в современных смесях такое произойти не может.
В современном бетоне химические реакции между щелочными компонентами и кремнеземом (в составе песка) создают гели, которые расширяются и тем самым разрушают конструкцию. А в древнеримском бетоне реакции приводят к появлению нанокристаллических структур (без изменения объема, но с изменением структуры), которые повышают прочность. При этом процесс изменения - длительный, он идет постоянно, то есть конструкция все время слегка упрочняется, что позволяет ей противостоять внешним силам разрушения. Выходит, она как бы все время "саморемонтируется", чего современные бетоны не могут.
Ученые полагают, что необычной долговечности стен гробницы Цецилии Метеллы удалось добиться благодаря тому, что строители выбрали богатую лейцитом тефру и возвели гробницу в месте с высоким уровнем осадков и грунтовых вод. Это привело к постоянной перестройке и "саморемонту" строительного материала.