Древнеримский бетон поможет современным инженерам построить дамбы

Так уж вышло, что римский бетон прочнее, чем любой другой, созданный до и даже после него.

«Это самый прочный строительный материал в истории человечества. Говорю это как исследователь, не склонный преувеличивать», - сказал в интервью газете Washington Post Филипп Брун, материаловед из фирмы DuPont Pioneer.

Среди прочего он занимается исследованиями и реконструкцией древних технологий, в том числе архитектурных памятников античного времени.

Некоторые инженеры задаются вопросом: могут ли строительные секреты древности помочь нам адаптировать инфраструктуру к реалиям эпохи глобального потепления?

Действительно, в настоящее время ученые выясняют свойства и точный химический состав бетона, в который древние могли подмешать продукты вулканической деятельности, например, вулканический пепел.

Образцы такой разновидности бетона встречаются в Италии, в частности это портовый городок Орбетелло, где находится морской пирс времён Римской империи.
 

Выходит, особенно хорошо подходит для морских сооружений.

Глобальное потепление: какие ваши доказательства?

По мере того как растет средняя температура воздуха, морской лед тает и уровень мирового океана повышается, причем происходит это быстрее, чем в начале XX века.

Точно неизвестно, почему, как долго и как быстро это будет происходить -  зависит от ряда переменных.

Однако существует высокая вероятность того, что повышение уровня моря таки заставит человечество укрепить гидротехническую инфраструктуру вокруг прибрежных городов.

Венеция уже тонет - уровень воды там поднимается на 2 мм в год.

По этой причине одна из самых насущных задач для этого прибрежного города - строительство защитной дамбы на побережье.

Эта новая прекрасная дамба должна быть дешевой и надежной.

Между тем древнеримский пирс в Орбетелло стоит вот уже 2000 лет и ему всё нипочём.

Впрочем, современной дамбе из бетона по древнему рецепту вовсе не нужно постоянно удерживать воду, достаточно только защищать город во время приливов и бурь, которые могут стать причиной наводнения.

Например, с этой задачей справляется набережная Малекон в Гаване, столице Кубы. Она протянулась на 5 км вдоль берега.

Да и вообще, много где по миру дамбы и прочие похожие гидротехнические сооружения берегут спокойный сон жителей прибрежных районов (Нидерланды, Великобритания и Австралия).

Рецепты, проверенные временем: Opus Caementicium по-домашнему

Оказывается, у древних был идеальный рецепт водостойкого бетона.

Патентообладатели называли этот материал «opus caementicium».

Во времена Римской империи строители заливали пластичную смесь в деревянную опалубку на берегу, чтобы бетон застыл.

«Цемент» состоял из смеси песка и связующего с наполнителем из природной или искусственной керамики (пемза - вулканический пепел, кирпич - просто кирпич).

В качестве связующего применяли известь.

Со временем благодаря химическому взаимодействию с морской водой такой бетон стал только прочнее.

Кстати, вулканической пемзы в достатке возле современного Неаполя, где римляне его и добывали, когда у них была такая возможность.

Вулканический пепел содержит особый секретный минерал - филлипсит.

Как утверждают авторы исследования, которое на днях опубликовали в журнале American Mineralogist, в результате взаимодействия бетона с морской водой в структуре материала образовываются кристаллогидраты.

Эти кристаллы иглообразной формы посредством пространственных связей превращают раствор в силикатный камень - монолитный и прочный.

По сути, эти кристаллы обеспечивают структурное упрочнение материала, что делает римский бетон таким долговечным.

Где в наши дни можно увидеть римский бетон?

Между 22 и 10 годами до нашей эры римляне построили бетонный фундамент пирса в гавани древнего города Кесария Палестинская (современный Израиль).

Эта подводная конструкция по-прежнему остается нетронутой и сегодня, два тысячелетия спустя.

Плиний Старший, известный римский писатель, историк и философ даже написал оду бетону: «Едва касаясь моря, каменеет он, неприступная скала для волн».

Современные технологии и перспективы применения римского бетона

Инженеры, изучившие древнеримский бетон, всерьёз полагают, что технология его получения может быть воссоздана с использованием современных компонентов.

Напомню, это нужно для создания морских дамб вокруг городов, подверженных риску подтопления.

Мари Джексон (Marie Jackson), археолог из Университета штата Юта (University of Utah) пытается воссоздать этот тип бетона, используя вулканические породы, найденные в океане рядом с Сан-Франциско.

Она отмечает, что искусственный синтез кристаллогидратов требует большого количества тепла и энергии даже для производства их небольшого количества, а ждать 2000 лет, пока они образуются сами собой - нет времени.

Мари уверена, что если мы собираемся начать подмешивать кристаллогидраты в современный бетон, то будет более экономичным добывать его из природного источника тепла и энергии, где он как раз и образуется, т.е. возле подводных вулканов.

Как я погляжу, по миру много городов под угрозой подтопления, поэтому водостойкого бетона  нужно очень много, да так, чтобы он был дешевым в производстве.  

Выходит, слова Мари Джексон имеют смысл.

Если всё пойдёт гладко, римский бетон может стать альтернативой традиционному железобетону.

Со временем римский бетон под воздействием морской воды становится только крепче.