Древние римляне строили прибрежные стены из камней с помощью бетона, состоящего из извести и вулканического пепла.
Ученые определили, что входившие в его состав вулканические элементы вступали в реакцию с морской водой, и конструкция становилась крепче. По мнению ученых, это открытие может стать толчком для разработки экологичных строительных материалов.
Современный цементный раствор со временем трескается и разрушается. А прочность древнеримского материала уже давно не давала покоя исследователям, ведь с годами этот материал только крепнет даже под действием воды.
Во время исследования образцов приморских стен ученые выяснили, что бетон древних римлян содержит редкий минерал - алюминий-тоберморит. Они считают, что это укрепляюще вещество кристаллизовалось в извести, когда древнеримский раствор выделял тепло под воздействием морской воды.
Но на этом исследователи не остановились и провели еще более детальный анализ образцов прибрежных стен с помощью электронного микроскопа, чтобы определить распределение элементов. Также они использовали две другие техники: рентгеновскую микродифракцию и рамановскую спектроскопию, чтобы точнее определить химический состав. По результатам нового исследования стало известно, что сквозь бетон в значительном объеме прорастает тоберморит. В составе, также, содержится пористый минерал, который называется филлипсит.
Исследователи утверждают, что эти кристаллы прорастали под длительным воздействием морской воды, укрепляли бетон и предупреждали появление трещин. Авторы исследования утверждают, что, в отличие от современного бетона, который изготавливают на основе цемента, бетон древних римлян твердый, как камень, и крепнет во время химического обмена с морской водой. Этот минерал очень редкий, говорят ученые.
Древний раствор очень отличался от современного. Сейчас, здания возводят с применением бетона, основой которого является портландский цемент. Его изготавливают путем нагревания и измельчения нескольких составляющих: известняка, песчаника, пепла, мела, железа и глины. Растертый материал затем смешивают с крупными частицами, так называемыми «агрегатами», например кусочками камня, чтобы образовывались бетонные структуры. Изготовление цемента вредит окружающей среде и является источником 5% всех мировых выбросов углекислого газа.
Могут ли у нас появиться более экологичные строительные материалы, если о цементном растворе древних римлян станет известно больше?
Существуют несколько факторов, которые затрудняют возрождение древнеримского цемента. Один из них - это недостаток необходимой вулканической породы. Древним римлянам, говорят ученые, просто повезло, потому что необходимые материалы были у них буквально под ногами. Кроме того, точный рецепт римской смеси не сохранился. Чтобы полностью восстановить формулу древних римлян экспериментальным путем, нужны долгие годы.
