Новые археологические свидетельства, обнаруженные на удивительно хорошо сохранившейся римской строительной площадке в Помпеях, перевернули прежние представления о том, как древние создавали свой знаменито прочный бетон. Исследование, проведенное учеными из Массачусетского технологического института (MIT) и опубликованное в журнале Nature Communications, показывает, что римский бетон был не только крепким, но и самовосстанавливающимся благодаря целенаправленному использованию гашеной извести, смешанной в процессе «горячего смешивания». Открытие предоставляет беспрецедентное понимание строительной техники, которая позволила римским сооружениям выдерживать тысячелетия.
Прорыв в Помпеях
Ключ к этому открытию заключается в руинах частично построенного дома, заброшенного во время извержения Везувия в 79 году нашей эры. В отличие от типичных археологических находок, этот участок содержал нетронутые строительные материалы, подготовленные к использованию, включая отсортированную плитку, переработанные винные амфоры и, что наиболее важно, сухие материалы, ожидающие окончательного смешивания. Эта уникальная сохранность позволила исследователям изучить компоненты бетона до их смешивания с водой – редкая возможность понять точные химические реакции, происходящие в процессе.
Горячее смешивание и самовосстановление: ключевые ингредиенты
Исследование выявило микроскопические фрагменты гашеной извести (оксида кальция) как критически важный ингредиент. При добавлении воды к гашеной извести вместе с вулканическим пеплом (пуццоланой) произошла экзотермическая реакция, генерирующая тепло. Этот метод «горячего смешивания» создал бетон, принципиально отличающийся от современных составов. В полученном материале нерастворенные частицы извести сохраняли свою реакционную способность.
Если в бетоне образовывались трещины, эти частицы извести взаимодействовали со свежей водой, эффективно заживляя повреждения. Это свойство самовосстановления объясняет, почему многие римские сооружения выстояли столетия, несмотря на стрессы и воздействие погодных условий.
“Крошечные частицы извести были не просто побочным продуктом производственного процесса. Они были намеренно включены для обеспечения долговечности бетона”.
Подтверждение древних знаний
Исторические записи римских авторов, таких как Витрувий и Плиний Старший, намекали на эту технику, но ученые ранее предполагали, что советы Витрувия об извести и пуццолане не включали горячее смешивание. Однако описание реакции гашеной извести с водой, сделанное Плинием Старшим, подтверждает экзотермический процесс. Предыдущие находки в Привернуме, недалеко от Рима, уже указывали на присутствие частиц извести, а наблюдения за заживлением трещин в таких сооружениях, как гробница Цецилии Метеллы на Аппиевой дороге, еще больше укрепили теорию самовосстановления.
Остающиеся вопросы и будущие исследования
Хотя открытие в Помпеях является прорывным, остается несколько нерешенных вопросов. Неясно, насколько широко этот метод горячего смешивания был распространен по всей Римской империи. Римляне также производили некачественный раствор, как отмечал Плиний Старший, что свидетельствует о непостоянном контроле качества.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, был ли этот метод ответом на частые землетрясения в регионе и была ли инклюзия гашеной извести преднамеренной попыткой смягчить образование трещин. Выявление дополнительных примеров самовосстанавливающегося бетона в других римских сооружениях будет необходимо для полного понимания этого замечательного инженерного достижения.
В конечном итоге, это исследование подтверждает, что римский бетон был не просто исключительно прочным; он был активно спроектирован для долговечности, что делает его чудом древней инженерии.
