Почти 2000 лет назад знаменитый римский историк Плиний Старший писал о бетоне, который при контакте с морской водой превращается в сверхпрочную каменную массу. И его слова не были бахвальством. Римский бетон сохранился до наших дней во многом из-за своей прочности. Почему же тогда современный так быстро разрушается? Геологи выяснили, что все дело в секретном ингредиенте древних римлян - морской воде.
Римляне использовали бетон повсюду
В Италии до сих пор сохранились образцы древнего бетона. И он по-прежнему остается прочнее современных конструкций из портландцемента, которые разрушаются в течение 10 лет.
Древние римляне повсеместно использовали бетон. Им укреплялись морские гавани, из него строили пантеоны и рынки, часть из которых сохранилась до наших дней. Бетон делали по необычному рецепту: римляне брали вулканический пепел, смешивали его с известью, а потом добавляли морскую воду. У них получался строительный раствор, которым поливали крупные куски вулканической породы. Затем они затвердевали, превращаясь в плотную массу.
Считается, что римляне первыми в мире придумали рецепт бетона. Они приготовили эту смесь, годами наблюдая за отложениями вулканического пепла.
После падения Римской империи рецепт бетона был утерян
Римляне бережно оберегали секрет изготовления бетона. А после падения их империи он был безвозвратно утерян. Человечество смогло изобрести его только в 1824 году, когда англичанин Джозеф Аспдин открыл портландцемент. Но его рецепт был совершенно иным. Ученый сжигал в печи измельченный мел и глину, удаляя с их поверхности углекислый газ. Смесь назвали цементом. Чтобы строить из нее что-то, достаточно было просто залить ее водой.
Современный бетон и вовсе не похож на древнеримский. Сегодня он представляет собой смесь из известняка, песчаника, золы, мела и глины. Также в его состав добавляют железо и стекловидный материал - заполнитель. Как правило, ими выступают песок или щебень. Но между ними не происходит никакой химической реакции, как в древнеримском бетоне.
Секрет прочности
Геолог Мари Джексон из университета Юты была первой, кто заинтересовался секретом прочности римского бетона. После заливки современного цемента на нем через пару-тройку лет появляются трещины, которые имеют тенденцию разрастаться. Римский бетон остается прочным, он почти не подвержен коррозии.
Джексон и ее коллеги изучили образцы бетона, взятого из римской гавани. Во время анализа они обнаружили очень редкий минерал - глиноземистый тоберморит. Его и сейчас сложно приготовить, так как он образуется при крайне высоких температурах. У древних римлян точно не было возможности выплавлять его в печах для массового производства.
Как же тогда они его получали?
"Никак, - отвечает Мари. - Римляне не подозревали о существовании этого минерала. Он появился намного позже благодаря морской воде. Она просачивалась внутрь бетона через трещины, растворяя компоненты вулканического пепла. Это провоцировало химическую реакцию, которая и провоцировала рост тоберморита. А он уже, в свою очередь, делал бетон невероятно прочным".
Можно ли заменить современный бетон на римский?
"Тот же самый состав каменной смеси мы обнаружили у основания подводных вулканов, - объясняет Джексон. - Там также происходила реакция между морской водой и пеплом, в результате которой образовывался бетон".
Каждый год только в США производится более 80 миллионов тонн портландцемента. Современный бетон постоянно разрушается, его приходится обновлять. Бетонная промышленность ежегодно выбрасывает тонны углекислого газа. Римский рецепт намного экологичнее, но наладить его массовое производство сейчас невозможно.
"Вулканический пепел - редкий продукт, - объясняет Мари. - Римлянам посчастливилось жить рядом с Этной и Везувием. Но в других странах вулканов нет, а в мире нет столько пепла, чтобы полностью заменить современный цемент. К тому же римский бетон не сразу становится прочным. На его затвердевание уходят годы, а современные потребители не готовы ждать так долго".
