Ученые раскрыли секрет римского бетона, который не разрушается 2000 лет

Ученые из США и Европы нашли еще одну часть ответа. Они выяснили, что римский бетон не просто изначально был очень прочным — он продолжал укрепляться на протяжении столетий благодаря медленному химическому процессу, который одновременно помогал ему «залечивать» мелкие повреждения.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Не только вулканический пепел

Долгое время считалось, что главный секрет римского бетона — смесь извести с вулканическим пеплом. Такая комбинация действительно образует особенно прочный материал.

Однако новое исследование показало, что этого объяснения недостаточно.

Оказалось, что после строительства бетон еще сотни лет продолжал меняться. Известь постепенно вступала в реакцию с влагой и углекислым газом из воздуха. В результате внутри материала образовывался минерал кальцит, который заполнял микротрещины и пустоты.

Необычный образец

Для исследования ученые использовали кусок бетона возрастом около 1900 лет, найденный под общественной уборной на вилле римского императора Адриана недалеко от Рима.

На первый взгляд такой выбор кажется странным, однако именно этот бетон веками находился в условиях постоянной влажности, что сделало его особенно ценным для изучения долговечности материала.

Исследователи изучили образец с помощью трехмерной рентгеновской томографии, электронных микроскопов и химического анализа.

Как бетон «лечит» сам себя

Сканирование показало, что кальцит постепенно образовывал плотную минеральную сеть внутри бетона.

Она выполняла сразу несколько важных функций:

• заполняла микроскопические трещины;
• делала бетон более плотным;
• препятствовала проникновению воды;
• защищала материал от дальнейшего разрушения.

Кроме того, вулканические частицы продолжали медленно взаимодействовать с известью, образуя дополнительные цементирующие соединения.

Именно сочетание этих процессов помогло римскому бетону сохранять прочность на протяжении почти двух тысячелетий.

Это поможет современному строительству

Авторы считают, что понимание механизмов работы древнеримского бетона может помочь создать новые строительные материалы.

Современный бетон — один из крупнейших источников выбросов углекислого газа в мире. Если удастся разработать более долговечные смеси, способные самостоятельно закрывать мелкие трещины, это позволит реже ремонтировать сооружения и уменьшить расход строительных материалов.

Почему это важно

Исследование показывает, что долговечность римского бетона объясняется не одним «секретным ингредиентом», а сразу несколькими медленно происходящими процессами, которые продолжаются десятилетиями и даже веками после строительства.

Понимание этих механизмов может помочь инженерам создавать более прочные и экологичные строительные материалы будущего.

Бэкграунд

Римский бетон (opus caementicium) широко использовался при строительстве акведуков, портов, бань, храмов и других сооружений Римской империи. Многие из них сохранились до наших дней.

В последние годы ученые выяснили, что материал способен частично «самозалечивать» трещины благодаря известковым включениям. Новая работа дополняет эту картину, показывая, что важнейшую роль также играет многовековое образование кальцита внутри бетона.

Источник

Xiaohong Zhu и соавт. Mineralized carbonates contribute to the millennial durability of Roman concrete. Science Advances (2026).