Взаємодія вапна в цементі з вуглекислим газом із повітря протягом століть виявилася причиною міцності давньоримського бетону. Ця взаємодія сприяла утворенню мінералу кальциту в тріщинах, через що бетон ніби сам себе ремонтував. Науковці сподіваються, що подібний підхід допоможе збільшити міцність і сучасних будівель і доріг з бетону. Дослідження опублікували в журналі Science Advances.
Як дізналися «секрет» римського бетону?
Раніше міцність римського бетону, будівлі з якого подекуди збереглися на дві тисячі років після зведення, пояснювали реакцією між вулканічним попелом і вапняком. Внаслідок неї утворюється силікат кальцію — речовина з сильними цементуючими властивостями. Однак дослідники припустили, що додаткову міцність бетону надає й негашене вапно, яке додавали до такого цементу в Стародавньому Римі. Щоб це перевірити, вони поєднали спектроскопічні та томографічні методи для обстеження бетону зі вбиральні вілли римського імператора Адріана поблизу Рима.
Науковці дізналися, що давні римляни замішували цемент з різних порід, які утворюються внаслідок охолодження вулканічної лави, і вапняку, об’єднуючи воду з цією сумішшю в співвідношенні 0,4-0,45. При цьому спочатку між частинками лавових порід утворювалися зв’язки з мінералу гідрату алюмосилікату кальцію, які утримували ці фрагменти між собою. Але між цим закладався неактивний інгредієнт — негашене вапно, що з часом від реакції з вуглекислим газом утворювало радіально-волокнисті кристали кальциту, які закривали пори в бетоні. На думку науковців, відтворення такої техніки виготовлення бетону допоможе зменшити вуглецевий слід сучасних будівельних матеріалів й одночасно збільшити їхню міцність.
Як вже покращують бетон
🦠 Додавання бактерій до бетону зробило його міцнішим і здатним краще відштовхувати вологу, що важливо для морозостійкості.
☕️ У Новій Зеландії протестували тротуар з бетону з кавової гущі, який міцніший за звичайний і допомагає економити будівельні матеріали.
📖 А про те, як коноплі допомагають створювати бетон і де ще їх використовують, — читайте у матеріалі «Порох, бетон і гроші з повітря».