Ученые выяснили, что секрет прочности бетона, из которого были построены многие древнеримские сооружения, был в одном ингредиенте. Все дело в таком пуццолановом материале, как вулканический пепел из района Поццуоли на берегу Неаполитанского залива. Об этом сообщает Массачусетский технологический институт.
Выяснилось, что этот вид пепла перенаправлялся по всей Римской империи для использования в строительстве. Он был описан как ключевой ингредиент для бетона в отчетах архитекторов и историков того времени. Исследователи потратили десятилетия, чтобы понять, почему древний бетон такой сверхпрочный.
В итоге выяснилось, что тот самый пепел содержат миллиметровые белые минералы. Их часто называют «известковыми обломками». Они образуются из извести, еще одного важного компонента древней бетонной смеси. Ученые считают, что именно эти маленькие известковые образования давали бетону способность к самовосстановлению.
Ученые определили, что эти белые классы состояли из различных форм карбоната кальция. Спектроскопическое исследование установило, что они образовались при экстремальных температурах в результате экзотермической реакции. В свою очередь она была вызвана использованием негашеной извести вместо или в дополнение к гашеной извести в смеси. Исследователи сделали вывод, что «горячее смешивание» и стало секретом сверхпрочности.
Чтобы доказать, что именно этот механизм ответственен за долговечность римского бетона, команда изготовила образцы горячей бетонной смеси, которые включали древние и современные составы. Ученые специально раскололи их, а затем пропустила воду через трещины. В течение двух недель трещины полностью затянулись, вода больше не текла. Идентичный кусок бетона, изготовленный без негашеной извести, так и не «зажил», вода продолжала течь через образец.