Секрет древнего римского бетона: почему Пантеон до сих пор стоит?
Древний римский бетон — одна из главных архитектурных загадок современности. Пантеон, представляющий собой купол без дополнительных укреплений, был построен еще в 128 году до нашей эры — и он все еще стоит. Акведуки, возведенные в том же временном периоде, продолжают снабжать Рим водой. И все благодаря уникальному составу бетона, который выступал основным стройматериалом.
Специалисты долгое время считали, что своей прочностью римский бетон обязан добавлению вулканического пепла; некоторые ученые полагали, что ключевым компонентом материала была известь. Однако межнациональная команда ученых из Массачусетского технологического института, Гарварда, Италии и Швейцарии выяснила настоящую природу римского бетона. Да, вулканический пепел и известь действительно помогают — но самым важным элементом бетона был его производственный процесс.
© WikipediaРимский бетон изготовлялся при помощи т.н. «горячего смешения»: процесса, благодаря которому формируется реактивный кальций. Маленькие фрагменты извести и кальция способны реагировать на воду после смешения — они вновь кристаллизуются в виде карбоната кальция и заполняют собой трещины. Причем реакция происходит спонтанно и «залечивает» трещины до того, как они распространятся по материалу.
Что важно, при попадании извести, вулканических компонентов и воды, современный бетон может получить примерно ту же гомогенную текстуру, что и римский бетон. Однако древние римляне наладили систематическое производство этого стройматериала и выработали стандартизированный рецепт. Они дробили камни на маленькие кусочки, смешивали их с пеплом и сухим заполнителем, после чего заливали смесь водой. Оксид кальция реагировал на влагу, из-за чего происходила химическая реакция, которая создавала очаги температуры до 200-250 градусов Цельсия.
© WikipediaГорячее смешение обеспечивало два преимущества. Во-первых, нагревание бетона до высоких температур делало возможными химические реакции, которые не могут произойти при использовании обычного раствора извести. Во-вторых, повышение температуры значительно сокращало время застывания материала, что положительно сказывалось на скорости строительства.