Со временем бетон трескается и крошится. Сооружения, построенные в Древнем Риме, все еще стоят, демонстрируя свою прочность.
Одним из таких сооружений является большая цилиндрическая гробница знатной женщины первого века Цецилии Метеллы. Новое исследование показывает, что качество бетона гробницы превышает качество памятников ее современников из-за вулканического заполнителя, который выбрали строители, и необычного химического взаимодействия с дождем и грунтовыми водами этого заполнителя в течение двух тысячелетий.
“Строительство этого очень инновационного и надежного памятника и ориентира на Виа Аппиа Антика свидетельствует о том, что она пользовалась большим уважением. – рассказывает Мари Джексон, доцент – исследователь геологии и геофизики в Университете штата Юта. – А бетонная ткань 2050 лет спустя показывает присутствие специальных компонентов”.
Гробница состоит из башни в форме барабана, расположенной на квадратном основании, в общей сложности около 70 футов (21 м) в высоту и 100 футов (29 м) в диаметре. Построенная около 30 г. до н. э., при преобразовании Римской Республики в Римскую империю, во главе с императором Августом, в 27 г. до н. э., гробница считается одним из наиболее хорошо сохранившихся памятников на Аппиевой дороге (замок, пристроенный к гробнице, был создан в 14 веке).
Цецилия была членом богатой семьи, дочерью римского консула. Она вышла замуж за Марка Линция Красса, римского полководца и государственного деятеля.
О жизни Цецилии известно немногое, но непреходящие масштабы ее гробницы привлекали внимание посетителей на протяжении веков, в том числе лорда Байрона, который писал о гробнице в “Паломничестве Чайльд-Гарольда” в начале 1800-х годов.
Гробница является примером усовершенствованных технологий бетонного строительства, которые не содержат цемента. Технологии были описаны архитектором Витрувием в период, когда строилась эта гробница. Строительство толстых стен из грубого кирпича или заполнителя из вулканической породы, скрепленных раствором, изготовленным из гидратированной извести и вулканической тефры (пористые фрагменты стекла и кристаллы от взрывных извержений), приведет к постройкам, которые “в течение длительного времени не разваливаются”.
“Образцы, такие как древний строительный раствор, очень неоднородны и сложны, состоят из смеси различных кристаллических фаз с размерами зерен от нескольких микрометров до нескольких нанометров”, – делится Тамура, который проводил анализы с использованием усовершенствованного источника света beamline 12.3.2.
В толстых бетонных стенах гробницы раствор, содержащий вулканическую тефру из близлежащего пирокластического потока Пуццолане Россе (плотная масса горячей тефры и газов, выброшенных взрывом из близлежащего вулкана Альбан-Хиллз), связывает большие куски кирпича и лавовый агрегат. Это почти тот же самый раствор, который использовался в стенах рынков Траяна 120 лет спустя.
Но тефра, которую римляне использовали для раствора Caecilia Metella, была более богата лейцитом и калием. Столетия дождевой воды и грунтовых вод, просачивающихся сквозь стены гробницы, растворили лейцит и высвободили калий в раствор. В современном бетоне такой поток калия привел бы к образованию обширных гелей, которые вызвали бы микротрещины и, в конечном итоге, отслоение и разрушение структуры.
Исследование опубликовано в журнале Американского керамического общества.
