Ученые из Калифорнийского и Университета дель Норте изучили древнеримский бетон с целью ответить на два вопроса: можно ли его воссоздать сегодня и будет ли он экологичнее современного. Исследование было опубликовано в iScience.
Почему римские постройки стоят тысячелетиями, а наши — разрушаются за 50 лет
Колизей был построен в 80 году н.э. — он до сих пор стоит и принимает туристов. А современные бетонные мосты иногда трескаются через 30-50 лет. Все дело в составе древнеримского бетона.
WikiCommons
Чем римский бетон отличается от нашего
Современный бетон состоит из цемента — известняк + глина, обожженные при 1450°C, — песка или щебня и воды. Римский же — из вулканического пепла — пуццолана — вместо части цемента, битого кирпича, камней, извести и морской воды.
Один лишь пуццолан содержит в себе диоксид кремния и оксид алюминия, которые вступают в реакцию с известью и водой, образуя минерал алюминий-тоберморит. Он заполняет микротрещины и укрепляется под воздействием морской воды, в отличие от современного бетона, который разрушается от соли.
Графическая аннотация к исследованию
Можно ли повторить древний рецепт
Ученые сравнили четыре древнеримских рецепта — с разными пропорциями извести и пуццолана — и современный портландцемент — стандарт с XIX века.
Оказалось, что при производстве римский бетон вовсе не экологичнее современного. Он требует такого же количества известняка и воды, выделяет сопоставимый объем CO₂ — из-за обжига извести.
Но есть и особенности. Производство древнеримского бетона выделяет меньше вредных выбросов — оксиды серы и азота снижены на 11-98%. А также долговечность: римский бетон служит более 2000 лет, а современный 50-100 лет, получается, что общий экослед древней технологии ниже.
Почему мы не используем римскую технологию
Современный бетон схватывается за 28 дней, а римский — месяцами. В XXI веке ни у кого нет времени и желания ждать год, чтобы открыть мост.
Более того, римляне не использовали арматуру, поэтому их бетон не ржавел. Сегодня же без стальных прутьев невозможно строить многоэтажки и мосты, хоть именно они и разрушают бетон.
Есть сложность и с основным материалом — пуццоланом. Его добывают только в вулканических регионах: Италии и Исландии. Вести его в другие страны дорого и неэкологично.