Современный портландцемент, на основе которого делают практически весь бетон в мире, требует нагрева до 1450 градусов, что приводит к огромным выбросам углекислого газа и составляет около 8 процентов от глобальных выбросов CO₂. Римляне же использовали вулканический пепел, известь и морскую воду, смешивая их при значительно более низких температурах, что делало производство не только дешевле, но и чище с экологической точки зрения.
Но самое поразительное не в составе, а в том, как ведёт себя этот материал со временем.
Белые включения, которые считали браком
Когда современные исследователи начали внимательно изучать древнеримский бетон под микроскопом, они обратили внимание на странные белые вкрапления, разбросанные по всей структуре материала. Долгое время эти включения считали результатом ошибок при смешивании, когда известь плохо растворялась в воде и оставляла комки.
Однако команда учёных из Массачусетского технологического института под руководством Адмира Масича в 2023 году выяснила, что эти белые фрагменты не просто случайный брак, а важнейший элемент конструкции, который объясняет невероятную долговечность римского бетона.
Спектроскопический анализ показал, что белые включения состоят из различных форм карбоната кальция, которые образовались при экстремально высоких температурах. Это означало, что римляне не просто смешивали гашёную известь с водой, как делают сегодня, а использовали так называемое горячее смешивание.
Секрет горячего смешивания
Метод работал следующим образом: римские строители брали негашёную известь и смешивали её с сухим вулканическим пеплом, а уже потом добавляли воду или морскую воду. В момент контакта с водой начиналась мощная экзотермическая реакция с выделением тепла, температура внутри смеси поднималась до критических значений, и часть извести не успевала полностью прореагировать, оставаясь в виде небольших твёрдых фрагментов внутри бетона.
Современные технологии, наоборот, используют холодное смешивание, при котором известь гасят заранее, превращая её в однородную пасту, а уже потом добавляют к остальным компонентам. Такой метод исключает появление белых включений, но именно поэтому лишает бетон способности к самовосстановлению.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показало, что при горячем смешивании внутри бетона остаются резервы кальция в виде непрореагировавших фрагментов извести, которые сохраняются сотни и даже тысячи лет.
Самовосстанавливающийся материал
Когда в бетонной конструкции появляется трещина, внутрь неизбежно проникает вода. В современном бетоне это начало разрушения, потому что вода вымывает цементирующие компоненты, расширяет трещину при замерзании и ускоряет коррозию арматуры.
В римском бетоне всё происходит иначе. Вода, попадая в трещину, вступает в реакцию с белыми известковыми включениями, растворяет их и создаёт насыщенный раствор кальция. Этот раствор затем кристаллизуется в карбонат кальция, образуя кристаллы кальцита, которые буквально залечивают трещину, восстанавливая связи между частицами бетона.
Этот механизм был подтверждён на практике: в 2000-летней гробнице Цецилии Метеллы под Римом видны трещины, которые оказались полностью заполнены кальцитом, что доказывает, что когда-то в них проникла вода, активировала известь и запустила процесс самовосстановления.
Команда из Массачусетского технологического института даже воссоздала римский бетон в лабораторных условиях, нанесла на него трещины и подвергла воздействию воды. Результат подтвердил теорию: через несколько недель трещины затянулись кристаллами кальцита.
Роль морской воды и вулканического пепла
Для морских сооружений римляне использовали не пресную, а морскую воду, и это тоже было частью инженерного решения. Исследования показали, что когда морская вода проникает через цементную матрицу и реагирует с вулканическим пеплом, образуются два особенно прочных минерала: алюминиевый тоберморит и филлипсит.
Эти минералы формируются десятилетиями и столетиями, медленно укрепляя структуру бетона. Современный бетон, наоборот, достигает максимальной прочности за первые 28 дней, а затем начинается медленная деградация.
Учёные из Университета штата Юта под руководством Мари Джексон обнаружили, что римский волнолом, стоящий в водах Средиземного моря более двух тысяч лет, продолжает набирать прочность благодаря химическим реакциям между морской водой и вулканическим пеплом. Это объясняет, почему древние порты до сих пор сохраняют свою структуру, несмотря на постоянное воздействие волн, соли и перепадов температур.
Новая находка в Помпеях
В декабре 2025 года команда Масича опубликовала ещё одно открытие: на замершей с 79 года стройплощадке в Помпеях были обнаружены следы сухого смешивания компонентов, что окончательно подтвердило теорию горячего смешивания. Учёные впервые увидели не просто готовый бетон, а сам процесс его приготовления, зафиксированный извержением Везувия.
Это доказывает, что римская технология была не случайной находкой, а осознанным инженерным решением, которое применялось систематически и передавалось от мастера к мастеру.
Можно ли воссоздать римский бетон сегодня
Проблема в том, что самовосстановление римского бетона работает очень медленно. Алюминиевый тоберморит и филлипсит формируются столетиями, а это означает, что конструкция достигает максимальной прочности не за месяц, а за десятки или даже сотни лет.
Современному строительству нужны материалы, которые набирают прочность быстро, потому что мосты, плотины и небоскрёбы должны быть готовы к эксплуатации сразу после завершения работ, а не через век.
Тем не менее, исследователи активно работают над адаптацией римской технологии. Одна из идей заключается в том, чтобы добавлять в современный бетон известковые включения искусственно, чтобы обеспечить материалу способность к самовосстановлению без ущерба для скорости набора прочности.
Другое направление связано с экологией: использование извести вместо портландцемента может снизить выбросы углекислого газа при производстве бетона на десятки процентов, что критически важно в условиях борьбы с изменением климата.
Римская технология показывает, что иногда древние решения оказываются не просто эффективнее, но и умнее, потому что они учитывают не только прочность, но и долговечность, экономичность и воздействие на окружающую среду. Возможно, через несколько десятилетий мы снова научимся строить так, чтобы наши постройки стояли тысячи лет, а не требовали ремонта каждые пятьдесят.
Вопрос вам
Как думаете, почему современное строительство отказалось от долговечных материалов в пользу быстрых, но менее надёжных решений?
Пишите ваши ответы в комментариях!