Инженеры из Университета Монтаны разработали метод строительства зданий без использования цемента. Они создали инновационный строительный материал на основе грибов и бактерий. В качестве основы американские исследователи выбрали красную хлебную плесень. Мицелий этого микроскопического гриба быстро растет, образуя каркас для нового материала. Прочность конструкции обеспечивается специальной бактерией, производящей твердые минералы, схожие по свойствам с цементом.
Этот материал производится при низких температурах, что снижает энергопотребление и предотвращает вредные выбросы. Хотя он пока уступает обычному бетону по прочности, у него есть уникальная особенность: живой материал способен к самовосстановлению. Бактерии внутри конструкции могут ремонтировать различные повреждения.
Идея самовосстанавливающегося бетона не нова: древние римляне уже использовали подобные технологии, хотя и без живых клеток. У античных мастеров был свой секрет.
Древний Рим известен, в том числе, своими монументальными сооружениями, которые начали возводить с пятого и четвертого веков до нашей эры. Они освоили технологию римского бетона, позволившую создать величественные акведуки и огромные храмы.
С высоты птичьего полета виден знаменитый римский Пантеон, построенный около двух тысяч лет назад. Храм всех богов является одним из самых хорошо сохранившихся античных зданий в Риме. Самое впечатляющее в этой постройке - огромный бетонный купол диаметром более сорока метров.
Римский Пантеон остается символом и самым большим бескаркасным, безарматурным сооружением, которое до сих пор отлично держится и, вероятно, простоит еще много столетий.
Уникальная строительная технология помогла древним римлянам создать могущественную империю. К третьему веку в Риме было построено одиннадцать акведуков, снабжавших водой более миллиона человек. Это позволило римлянам пережить множество природных катаклизмов и отразить атаки врагов. Некоторые древние гидротехнические сооружения сохранились до наших дней, такие как Аква Клавдия и Аква Александрина.
Секрет римского бетона был утерян после наступления эпохи варваров и раннего средневековья. Только недавно ученые разгадали тайну вечного римского бетона. Американские геологи из Университета Юты обнаружили секретный ингредиент - пуццолан, смесь вулканического пепла, пемзы и туфа.
Пуццолан получил свое название от региона добычи, города Пуццуоли близ Неаполя. Римляне экспериментировали с различными материалами и обнаружили, что пуццолан обеспечивает хорошие прочностные свойства. Они добавляли к вулканическому пеплу известь и морскую воду, что, казалось бы, должно было разрушать бетон, но на деле делало его прочнее с течением времени.
Пуццолан взаимодействует с водой и известью, образуя новые минеральные соединения, которые запечатывают трещины. Внутри образуются небольшие кристаллы на основе алюминия и кальция, улучшающие свойства бетона.
Однако позднее ученые из Массачусетского технологического института (2023 год) пришли к выводу, что секрет прочности римского бетона заключался не только в ингредиентах, но и в технологии приготовления раствора. Они обнаружили крошечные комки извести в древних образцах, которые первоначально считали браком. Однако древнеримские мастера специально провоцировали появление такой известковой крошки, используя технологию горячего смешения.
Римляне смешивали пуццолан, воду, негашеную известь и нагревали смесь до высоких температур, образуя известковые комочки. Эти обломки извести делали сооружения прочнее, предотвращая их разрушение. При появлении трещины вода вступала в реакцию с фрагментами извести, образуя богатый кальцием раствор, который со временем затвердевал, склеивая разлом.
Эксперименты подтвердили, что материалы, полученные при горячем смешивании, обладают лучшими свойствами. Ученые создали два образца бетона: один с гашеной известью и без нагревания, другой - по технологии горячего смешения. Во втором случае разлом полностью затянулся за две недели.
Современный цемент производится при температурах около 1400 градусов, в то время как римляне использовали медленный и равномерный нагрев, что позволяло их бетонным сооружениям сохраняться в течение тысячелетий. Однако полностью разгадать секрет древних мастеров и воссоздать вечный римский бетон ученым пока не удалось.