Почему дороги, портики, акведуки, возведенные в Древнем Риме, прекрасно сохранились до наших дней, а вот современные строения рушатся уже в ближайшие десятилетия? Наверное, каждый хотя бы раз задавалася этим вопросом. И вот ученые нашли, наконец, ответ — почему.
Гробница римской патрицианки Цецилии Метеллы, возведенная в I веке нашей эры, известна и туристам, и исследователям, ломающим голову — почему бетон древних римлян не трескается и не крошится.
Ученые решили исследовать состав материала еще раз — используя современные технологии. За основу взяли бетон цилиндрической гробницы Метеллы, допустив, что его качество может превосходить качество бетона других памятников из-за вулканического материала и его уникального химического взаимодействия с дождем и грунтовыми водами на протяжении двух тысячелетий.
«Строительство гробницы на Виа Аппиа Антика с использованием вулканического материала свидетельствует о том, что Метелла пользовалась большим уважением», — пишет доцент геологии и геофизики Университета Юты Мэри Джексон в пояснении к своему докладу, опубликованному в журнале Американского керамического общества.
Мэри Джексон работает в проекте министерства энергетики США, задача которого — исследование причин чрезвычайной долговечности цементных материалов.
Гробница Метеллы — пример усовершенствованной технологии бетонного строительства времен позднего республиканского Рима. Работая над возведением гробницы, архитектор Витрувий решил отказаться от цемента. Он решил возвести толстые стены из заполнителя вулканической породы, связав его раствором, сделанным из гашеной извести и вулканической тефры. Тефра — это пористые фрагменты стекла и кристаллы от взрывных извержений.
Креативное решение Витрувия подтверждено прочностью многочисленных римских сооружений, дошедших до наших дней, в том числе, павильонами Рынка Траяна.
Обратила внимание Мэри и на морские сооружения римлян — пирсы и волнорезы.
И все же гению Витрувия помогла время — римлянин не мог знать, что временем кристаллы минерала лейцита, богатого калием, растворятся в вулканическом составе тефры, и это приведет к когезии бетона, обеспечившей его бессмертие.
Объединившись с исследователями Линдой Сеймур и Адмиром Масичем из Массачусетского технологического института и Нобумичи Тамурой из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, Джексон исследовала микроструктуру бетона с помощью мощного научного инструментария.
Итог — подтверждение того, что раствор, содержащий вулканическую горячую тефру и газы из близлежащего пирокластического потока Пуццолан Росс, выброшенного извержением соседнего вулкана Албан-Хиллз, прочно связал большие куски кирпича и заполнителя лавы. И этот же раствор использовали в возведении стен Рынка Траяна спустя 120 лет.
Тефра, которую использовали римляне, богата калием лейцитом. Столетия дождевая и грунтовое воды, просачиваясь через стены гробницы, растворяли лейцит и выделяли калий в раствор. В современном бетоне такой поток калия приведет к образованию экспансивных гелей, которые вызовут микротрещины и, в конечном итоге, растрескивание и ухудшение структуры.
Сейчас Джексон и ее коллеги намерена воспроизвести формулу римлян в современном бетоне в рамках проекте министерства энергетики США. Цель американцев — добиться, чтобы бетон, подобный римскому, позволил снизить выбросы энергии при производстве материала на 85% и в четыре раза увеличить 50-летний срок службы современного морского бетона.
До наших дней — и под водой
Мы рассказывали о том, что в Венеции нашли древнюю римскую дорогу, функционировавшую до того, как уровень моря поднялся, и район оказался затопленным.
В Венеции под водой нашли древнюю римскую дорогу. Что это меняет в представлениях о возрасте города?
