Раскопки в Помпеях раскрыли тайны римского бетона

Археологи в Помпеях обнаружили строительную площадку, замороженную извержением Везувия в 79 году н.э., которая подтвердила, как римляне создавали бетон, выдержавший почти два тысячелетия. Исследование, опубликованное во вторник в журнале Nature Communications, разрешило давнюю дискуссию о римских строительных техниках и опровергло свидетельства самого известного архитектора империи.

На месте сохранились кучи заранее смешанных материалов, измерительные инструменты и недостроенные стены. "Казалось, будто я перенесся во времени и стою рядом с рабочими, которые смешивают и заливают свой бетон", - отметил Адмир Масик, профессор Массачусетского технологического института по гражданскому и экологическому инжинирингу, возглавивший исследование.

Анализ материалов подтвердил использование "горячего смешивания" - комбинации негашеной извести, вулканического пепла и других сухих ингредиентов перед добавлением воды, что запускает химическую реакцию с выделением тепла. В результате в бетоне образуются реактивные фрагменты извести, называемые "известковыми кластами". Когда появляются трещины, вода растворяет эти кластеры, которые затем перекристаллизуются в карбонат кальция, эффективно заделывая повреждения.

Открытие противоречит описаниям Витрувия, римского архитектора I века до н.э., чей трактат "Де архитектура" долгое время считался основным источником по римскому строительству. Витрувий описывал смешивание воды с известью для получения пасты перед добавлением других компонентов - метод, который не производит известковых кластеров, обнаруженных в реальных римских конструкциях.

Масик, впервые предложивший теорию горячего смешивания в исследовании 2023 года, предположил, что Витрувий мог быть неправильно понят или описывал устаревший метод, вышедший из употребления к 79 году н.э. Вековой разрыв между сочинениями Витрувия и помпейской стройкой мог отражать эволюцию технологий, подобно разнице между ротационными телефонами и смартфонами, отметил Масик.

Команда также выявила разнообразные реактивные минералы в вулканическом пепле, способствовавшие долговечности бетона. Эти минералы взаимодействуют с растворами в порах со временем, образуя новые отложения, которые дополнительно укрепляют материал.

Открытия имеют практическое значение для современного строительства. Масик основал компанию DMAT для внедрения принципов римского бетона в сегодняшние материалы. "Мы не хотим полностью копировать римский бетон сегодня, - сказал Масик. - Мы просто хотим перевести несколько предложений из этой книги знаний в наши современные строительные практики".

Производство современного бетона составляет около 8 процентов глобальных выбросов парниковых газов, что делает более долговечные составы все более важными для устойчивости.