Все больше учёных изучают материалы древних эпох — откалывая куски зданий, изучая исторические тексты, смешивая ингредиенты из сохранившихся рецептов — в надежде выяснить, как постройки, например, древних римлян сохранились на протяжении тысячелетий. Так, обнаружен удивительный список ингредиентов — это древесная кора, вулканический пепел, рис, пиво и даже моча. Выяснение особенностей древнего сочетания элементов для строительства может иметь последствия в современном строительстве.
За счет чего постройки древних римлян и майя не разваливаются: простое объяснение!
От римских инженеров до каменщиков майя и до китайских строителей, — наши предки в разных странах создали сооружения, которые стоят тысячи лет. Тем не менее, у более поздних (и современных) зданий уже будто бы истекают сроки годности. Почему же это так?
Unsplash
20-метровая иероглифическая лестница к Акрополю Копан, — это древнее место майя на западе Гондураса /
Как древние здания сохранились со временем
- Хотя современный бетон обладает прочностью, чтобы выдерживать огромные небоскребы и тяжелую инфраструктуру, он не может конкурировать с долговечностью некоторых древних материалов. Бетон, из которого состоит большая часть нашего современного мира, имеет срок службы от 50 до 100 лет.
В условиях растущей угрозы глобального потепления эксперты призывают сделать строительство более экологичным и устойчивым. По оценкам недавнего отчета ООН, на антропогенную среду приходится более трети глобальных выбросов CO2: лишь производство цемента составляет более 7% этих выбросов. «Если вы улучшите свойства материала, используя традиционные рецепты народа майя или древних китайцев, вы сможете производить материал, который можно будет использовать в современном строительстве гораздо более экологичным способом», — заявил Карлос Родригес-Наварро, научный сотрудник Университета Гранады в Испании.
Многие исследователи обращались за вдохновением к римлянам. Начиная примерно с 200 г. до н. э., архитекторы Римской империи строили впечатляющие бетонные конструкции, выдержавшие испытание временем — от высокого купола Пантеона до прочных акведуков, которые до сих пор несут воду. Современный же бетон состоит из портландцемента — порошка, полученного путем нагревания известняка и глины до сверхвысоких температур и последующего измельчения: затем цемент смешивают с водой, образуя химически активную пасту.
- Согласно записям древних архитекторов, таких как Витрувий, римский процесс создания бетон был аналогичным тому, что используется и в XXI веке.
Площадка для игры в мяч в Акрополе Копана /
Технологии строительства древних людей
- Древние строители смешивали такие материалы, как обожженный известняк и вулканический песок, с водой и гравием, создавая химические реакции, связывающие все воедино.
Теперь ученые полагают, что они нашли ключевую причину, по которой римский бетон удерживает конструкции на протяжении тысячелетий: древний материал обладает необычной способностью «самовосстанавливаться». Как именно, пока не ясно, но ученые начинают находить подсказки. В исследовании 2023 года Адмир Масик, инженер-строитель эколог из Массачусетского технологического института, США, предположил: способность, вероятно, исходит от кусков извести, которые не смешаны равномерно в материале древних римлян. Так, ученые считали, что подонбые куски извести были признаком того, что римляне недостаточно хорошо перемешивали материалы.
Теперь же, проанализировав образцы бетона из Привернума — древнего города за пределами Рима — ученые обнаружили, что куски извести могут способствовать «самовосстановлению» материала. По словам Масика, когда образуются трещины, вода может просачиваться в бетон и активировать остатки извести, вызывая новые химические реакции, которые могут заполнить поврежденные участки.
- Мэри Джексон, геолог из Университета Юты, придерживается иного мнения: ее исследования показали, что ключ может заключаться в конкретных вулканических материалах, которые использовали римляне: якобы древние строители собирали вулканические породы, оставшиеся после извержений, и смешивали их с бетоном. По словам Джексон, этот естественно реактивный материал со временем меняется по мере взаимодействия с элементами, что позволяет ему закрывать образующиеся в постройках трещины.