|
В сфере изготовления цемента современным строителям есть чему поучиться у древних римлян, считают исследователи, которые исследовали древние строительные технологии под руководством Пауло Монтейро из Департамента энергетики Национальной лаборатории Лоренса Беркли в США.
Древнеримская технология изготовления цемента оказалась более передовой, чем современная - она требует меньших затрат энергии и является более экологичной, а сам кирпич по прочности превосходит современный, говорится на сайте Лаборатории Лоренса Беркли. Сейчас в мире наиболее широко применяется портландцемент, который считается очень качественным. Но из-за того, что для его производства нужно подогревать смесь известняка и глины до 1450 ° С, от горения топлива выделяется углекислый газ. Кроме того, такой газ выделяет и сам нагретый известняк.
Римляне же, наоборот, для производства цемента применяли менее извести и разжигали его только до 900 ° С. В этом процессе они использовали меньше топлива - соответственно меньше были и выбросы в атмосферу от его сжигания.
Древняя технология В состав цемента у римлян входило известь и магматические горные породы. Для возведения подводных конструкций смешивали известь и вулканический пепел, и такую смесь вкладывали в деревянную опалубку.
Морская вода вызвала горячую химическую реакцию. Известь гасилось (проходила реакция гидратации) и взаимодействовало с вулканическим пеплом, и вся смесь начинала застывать.
С древних времен сохранились и записи древних римлян о качестве цемента и вулканического пепла.
Сначала Витрувий, инженер императора Августа, а позже Плиний Старший записал, что лучший кирпич изготавливали из пепла, взятого из региона Неаполитанского залива, особенно из участков вблизи одного из приморских городов, современного Поццуоли.
Такой вулканический пепел имеет специальное название - пуццолана, и является распространенным во всем мире. В частности, его отложения есть и в Украине, в карпатских и крымских горах.
В чем разница? Ученые выделяют несколько особенностей, которые делают древнюю технологию изготовления цемента более передовой, чем современную.
Во-первых, изменился состав бетона. Бетон на основе портландцемента состоит из кальция, силикатов и гидратов (К-С-Г). В состав римского бетона входило меньше кремния, а вместо него добавлялся еще один компонент - алюминий. Такое сочетание кальция, алюминия, силикатов и гидратов (К-А-С-Г) давало очень прочный материал.
Во-вторых, древнеримский и современный цементы имеют различную структуру. Цемент на основе К-С-Г, застывая, становится похожим по структуре на такие природные материалы, как тоберморита и женнит. Однако он только подобным - идеальной кристаллической структуры в современных цементах не увидеть.
Однако тоберморита есть в составе древнего римского бетона благодаря добавлению в процессе изготовления алюминия. Сочетание алюминия с тоберморита дает чрезвычайно прочный и долговечный материал.
Анализ показал, что по римскому рецепту изготовления цемента требуется значительно меньше извести - его добавляется только 10% от веса всех компонентов. Температура, которой подвергается смесь, также на треть меньше, чем требуется при изготовления портландцемента. А известь при реакции с богатым алюминий пуццолановый и морской водой дает очень прочные сочетание К-А-С-Г и алюминий-тоберморита.
«В середине 20-го века бетонные конструкции были рассчитаны на 50 лет, и немало таких зданий уже доживает свой век», - говорит Пауло Монтейро, профессор гражданской и экологической инженерии в Университете Калифорнии.
По словам специалиста, нынешние сооружения рассчитаны на 100-120 лет. Однако римские портовые сооружения сохранились на протяжении 2 тысяч лет и выстояли в условиях химического воздействия и подводных течений. | 
