Тверднув навіть під водою: вчені розкрили таємниці надміцного давньоримського бетону

Під час розкопок у Помпеях дослідники виявили будівельний майданчик, що "застиг у часі" після виверження вулкана Везувій у 79 році нашої ери. Це допомогло їм з'ясувати склад і технологію виготовлення надміцного бетону, яким стародавні римляни здійснили архітектурну революцію.

Результати свого дослідження вчені опублікували у журналі Nature Communications, пишуть CNN та Reuters.

Виявлений майданчик – це будівництво, яке саме тривало в момент, коли Помпеї опинилися під товщею попелу та каміння. Дослідники натрапили на приміщення з недобудованими стінами, купами попередньо змішаних сухих матеріалів і інструментами для зважування та вимірювання – усім, що було потрібно для виготовлення бетону.

"Вивчаючи це місце, я справді відчував, ніби перенісся в минуле та стою поруч із працівниками, які змішували й укладали бетон", – зазначає керівник дослідження Адмір Масич, професор Массачусетського технологічного інституту.

Бетон був незамінним будівельним матеріалом, за допомогою якого римлянам зводили споруди, яких не бачив світ: стадіони на кшталт Колізею, храми з куполами, як-от Пантеон, громадські лазні, акведуки, мости та великі будівлі.

Оскільки бетон тверднув навіть під водою, він був важливим і для зведення гаваней та хвилерізів.

Точний метод виготовлення бетону тривалий час був предметом дискусій, адже деякі археологічні знахідки суперечили описам, наведеним у трактаті римського архітектора й інженера Вітрувія, написаному в I столітті до нашої ери. Вітрувій розповідав технологію, яка передбачала використання гашеного вапна.

Однак відкриття в Помпеях засвідчило, що римляни застосовували метод під назвою "гаряче змішування", коли негашене вапно – попередньо нагрітий сухий вапняк – об'єднували безпосередньо з водою та сумішшю вулканічної породи й попелу. Хімічна реакція при цьому нагрівала суміш.

"Помпеї зберегли будівлі, матеріали та навіть робочий процес саме в тому стані, в якому їх застало виверження. На відміну від готових споруд, що зазнали століть ремонтів чи руйнування, це місце дає змогу побачити будівництво в реальному часі.

Для вивчення давніх технологій цьому просто немає аналогів. Надзвичайний рівень збереження дає справжній "знімок" римського будівельного процесу в дії", – пояснює Адмір Масич.

Споруда, що перебувала на стадії зведення, поєднувала житлові приміщення з робочою пекарнею, укомплектованою печами, ємностями для промивання зерна та коморами. Докази на місці свідчили, що метод, описаний Вітрувієм, під час мурування стін не застосовувався. Цей спосіб, ймовірно, був застарілим на момент будівництва в Помпеях.

"Уявіть, наскільки технологія могла змінитися за сто років", – наголошує дослідник.

Метод гарячого змішування забезпечував бетону властивість самовідновлення – він хімічно відновлював тріщини. Матеріал містив білі залишки вапна, так звані "вапняні включення", які могли розчинятися й кристалізуватися знову, заповнюючи тріщини, що виникали при дії води.

Римляни розпочали масове виробництво бетону в I столітті до нашої ери та на початку нашої ери.

"Бетон докорінно змінив уявлення про те, що можна будувати та як проєктувати міста й інфраструктуру", – зазначив Масич.

Нове розуміння римського бетону може стати корисним для сучасної архітектури.

"Сучасні бетони зазвичай не мають властивості самовідновлення, яка нині стає дедалі важливішою, адже ми прагнемо створювати довговічнішу та менш затратну в обслуговуванні інфраструктуру.

Тож, хоча давній процес не стане прямою заміною сучасним стандартам, виявлені принципи можуть допомогти розробити довговічніші бетони наступного покоління", – каже вчений.

Раніше археологи з'ясували, як помпейці рятувалися від виверження Везувію.