Щели заполняются автоматически: все строения Древнего Рима целы благодаря самовосстанавливающемуся цементу

Ученые-материаловеды со всего мира много лет работали с археологами и историками, пытаясь раскрыть захватывающие секреты технологии изготовления цемента в Римской империи.

И они выяснили, каким образом древним римлянам удавалось производить цемент столь высокого качества, которое позволило построить разветвленную сеть дорог, акведуков, мостов, портов, стадионов и других общественных строений, которые в значительной степени сохранились до наших дней.

Формула цемента Древнего Рима - завораживающая тема с исторической точки зрения. Но с практической точки зрения то, что знали римляне, могло бы помочь усовершенствованию методов изготовления цемента даже сегодня.

Хорошо сохранившаяся гробница

В процессе исследования 2053-летней римской гробницы знатной женщины по имени Цецилия Метелла, проводившегося в 2021 году, было обнаружено, что постройка осталась практически неповрежденной, несмотря на ее столь солидный возраст. Основной причиной хорошей сохранности гробницы является использование при ее возведении невероятно прочного раствора, состоящего из гашеной извести и вулканического стекла.

Долгое время исследователи были убеждены, что основной причиной долговечности римского цемента был особый тип вулканического пепла, входившего в его состав. Это пепел, образовавшийся в результате извержений вокруг города Поццуоли в Неаполитанском заливе. Он носит название пуццоланового. Его использовали из-за его твердости и прочности.

Не загрязнение, а ключевой элемент

Однако в составе цемента содержался и другой, ключевой элемент, придававший ему особую прочность и выполнявший функцию самовосстановления. Речь идет об известковых обломках, крошечных ярко-белых частицах горной породы.

Эти обломки были изучены на молекулярном уровне. В результате было обнаружено, что они подвергались воздействию высокой температуры, что привело к образованию негашеной извести. Изначально считалось, что негашеная известь - это результат засорения строительного материала. Но затем ученые пришли к выводу, что обломки известняка была намеренно включены в него в качестве дополнительного ингредиента.

Самовосстанавливающийся цемент

Когда под воздействием внешних факторов цемент начинал трескаться, известковые обломки превращались в крошку, вступая в реакцию с влагой, проникающей в строительный материал через трещины.

В результате получался раствор, насыщенный кальцием, который быстро затвердевал, заполняя все разломы. Когда он вступал в реакцию с пуццолановым пеплом, это придавало цементу дополнительную прочность. Другими словами, известковые обломки автоматически "исцеляли" строение всякий раз, когда возникала внешняя угроза его разрушения.

Будучи в восторге от результатов своего открытия, ученые теперь ищут партнеров для финансирования коммерциализации цемента по римскому образцу, который демонстрирует явные преимущества в сравнении с большинством современных версий.