Секреты древнеримских зданий.
Что насчет римского бетона, который удерживает Пантеон и Колизей на плаву?
Римский Колизей
Колизей, открытый в 80 году нашей эры, вмещал 50 000 человек и принимал у себя гладиаторские игры, ритуальные охоты на животных, парады и казни.
Римляне начали изготавливать бетон более 2000 лет назад, но это было не совсем так, как сегодня.
У них была другая формула, в результате чего вещество оказалось не таким прочным, как современный продукт. Однако такие сооружения, как Пантеон и Колизей, сохранились на протяжении веков, зачастую практически не поддерживаясь. Геологи, археологи и инженеры изучают свойства древнеримского бетона, чтобы разгадать тайну его долговечности.
"Римский бетон... значительно слабее, чем современные бетоны.
Это примерно в десять раз слабее, - говорит Ренато Перуккио, инженер-механик из Рочестерского университета в Нью-Йорке. "Предполагается, что этот материал обладает феноменальным сопротивлением с течением времени."
Это сопротивление, или прочность к элементам, может быть связано с одним из ключевых ингредиентов бетона: вулканическим пеплом. Современный бетон представляет собой смесь известкового цемента, воды, песка и так называемых заполнителей, таких как мелкий гравий. Формула римского бетона также начинается с известняка: строители сжигали его для получения негашеной извести, а затем добавляли воду для получения пасты.
Затем они смешали в вулканическом пепле три части вулканического пепла с одной частью извести, как пишет архитектор и инженер первого века до н.э. Витрувий. Вулканический пепел реагировал с известковой пастой, образуя прочный раствор, который в сочетании с кусочками кирпича или вулканических пород малого размера, называемых туфом, упаковывался на месте для образования конструкций типа стен или сводов.
К началу II века до н.э. римляне уже использовали этот бетон в крупномасштабных строительных проектах, предполагая, что эксперименты со строительным материалом начались еще раньше.
Другие древние общества, такие как греки, вероятно, также использовали известковые растворы (в древнем Китае для повышения прочности добавляли клейкий рис).
Однако, по словам Перуккио, сочетание раствора с таким заполнителем, как кирпич, для производства бетона, вероятно, было римским изобретением.
В самых ранних бетонах римляне добывали пепел из различных древних вулканических месторождений.
Но строители стали разборчивыми примерно в то время, когда Август стал первым римским императором, в 27 году до н.э.
В то время Август инициировал обширную общегороссийскую программу по восстановлению старых и строительству новых памятников, и строители использовали исключительно вулканический пепел месторождения Поццолан Россе, пепел, который извергся 456 000 лет назад с вулкана Албанские холмы в 12 милях к юго-востоку от Рима.
"Император Август стал движущей силой систематизации, стандартизации растворных смесей с Поццоланом Россе", - говорит Мари Джексон, геолог и инженер-исследователь из Калифорнийского университета в Беркли. Римские строители, вероятно, отдавали предпочтение золоотвалу из-за долговечности бетона, произведенного из него, добавляет она.
"Это был секрет бетона, который был очень хорошо склеен, связующим, прочным материалом."
Джексон и ее коллеги изучают химический состав бетонов, изготовленных с применением пуццолановой россыпи.
Уникальная смесь минералов золы, по-видимому, помогла бетону противостоять химическому распаду и разрушению.
Римляне отдавали предпочтение другому вулканическому пеплу при строительстве бетонных сооружений гавани, затопленных в соленых водах Средиземноморья.
Добыча пульвиса Путеолана велась из месторождений, расположенных недалеко от Неапольского залива.
"Римляне отправили тысячи и тысячи тонн этого вулканического пепла по Средиземноморью для строительства гаваней от побережья Италии до Израиля в Александрию в Египте до Помпеополиса в Турции, - говорит Джексон. Морская вода очень вредна для современного бетона. Но в римском бетоне пулвис-путеолан "фактически играет роль в смягчении ухудшения, когда вода просачивается сквозь него", - говорит Джексон.
Хотя точный механизм неизвестен, химические реакции между известковой пастой, вулканическим пеплом и морской водой создали микроскопические структуры в бетоне, которые удерживают молекулы, такие как хлориды и сульфаты, наносящие вред бетону сегодня.
Несмотря на успех римского бетона, использование этого материала исчезло вместе с Римской империей.
По словам Перуккио, в средневековье бетонные конструкции строились редко, что говорит о том, что вулканический пепел был не единственным секретом долговечности римского бетона.
"Эти действительно большие проекты могли быть осуществлены только при наличии соответствующей бюрократии, надлежащей организации, которую обеспечивала бы Римская империя".
Великие слов а .