Анализ римского цемента, погруженного в течение 2000 лет в заливе Неаполя, показал, что он намного долговечнее и менее обременителен для окружающей среды по отношению к основным видам этого строительного материала, применяемым сегодня.
"В середине 20-го века, бетонные конструкции рассчитывались на 50 лет", - рассказывает Пауло Монтерео из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли - известного научно-исследовательского учреждения при Министерстве энергетики США. - Сегодня мы проектируем здания, которые будут существовать 100 или 120 лет", - добавляет он.
Тем не менее, многие римские порты остаются в отличном состоянии уже более 2000 лет, несмотря на действия волн и химических воздействий от морской воды.
Анализ, проведенный с помощью методов спектроскопии и дифракции рентгеновских лучей, показал, что из-за вулканических компонентов римский бетон не только был более прочным, но и требовал значительно меньше энергии для своего производства.
"Можно утверждать, что нынешний цемент не является хорошим. Вместо этого, мы считаем его настолько хорошим, что используем его в объеме 19 миллиардов тонн в год. Проблема заключается в том, что во время производства портландцемента в атмосферу выбрасывается 7% углекислого газа всей мировой промышленности", - говорит доктор Монтерио, возглавляющий эти исследования.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: У подножия Везувия обнаружили остатки древнеримского трона
Портландцемент является источником "клея" для большинства существующих бетонов. Он образуется при нагревании смеси известняка и глины до температуры в 1450 градусов по Цельсию. Нагревание известняка освобождает диоксид углерода, а также газы от сгорания самого ископаемого топлива, необходимого для нагревания смеси.
В противоположность этому древние римляне использовали смесь извести и вулканического материала. Известь получали из известняка в ходе нагревания его относительно низкой температурой 900 градусов, этот процесс требовал значительно меньше энергии по сравнению с нынешним.
В случае строительства подводных объектов, которые должны были противостоять коррозии в морской воде, римляне следовали довольно необычной тактике, как показали новые исследования: известь смешивали с вулканическим пеплом, и заливали в деревянные формы. Когда эти формы погружали в море, морская вода вызывала экзотермическую химическую реакцию, в которой в известь включены молекулы морской воды, вступающие в реакцию с золой, что помещало все ингредиенты цемента на места.
Анализ показал, что использовавшийся пепел, который содержал алюминий, создавал необычайно стабильную кристаллическую структуру в бетоне.
В настоящее время на рынке экологически чистых бетонов изготовляются смеси на основе вулканического пепла и золы угольных электростанций (летучая зола). Устойчивость этих бетонов в долгосрочной перспективе не может быть полностью оценена до окончания анализов римских бетонов, говорят исследователи.
Пока что доктор Монтейро предлагает частично заменить портландцемент и начать применять вулканический пепел potsolan (пуццолан), вулканические отложения которого в избытке присутствуют в Неаполитанском заливе рядом с приморским городом Пуцциоли.
"Potsolan важен для практического применения, - говорит исследователь.- Мы могли бы заменить 40% мирового потребления портландцемента. Источники Potsolan есть по всему миру. Саудовская Аравия, например, не имеет летучую золу, но за то у нее есть горы potsolan.
Анализ был опубликован в "Журнале Американского керамического общества" и "Американской Минералогии".
2 
1
Комментарии
2