Вчені розповіли про особливості надміцних кристалів в давньоримському бетоні

Вченим з Техасу вдалося встановити, як влаштовані неруйнівні кристали у давньоримському бетоні. На думку дослідників, подальше їх вивчення дозволить їм відновити "рецепт" виготовлення бетону і вдосконалити процес його виготовлення. Висновки дослідників опубліковані в журналі Scientific Reports.

Як відзначають дослідники, давньоримські споруди простояли тисячі років і використовуються досі. Головним ноу-хау і дивом давньоримської будівельної індустрії був "цемент", opus caementicium - пращур сучасного бетону, з якого складені акведуки, Колізей, портові причали, стіни будинків та інших будівель у Римі та інших частинах колишнього Pax Romana. На відміну від сучасного бетону, складеного з цементу і щебеню, його давньоримський тезка був помітно міцнішим і не розвалювався через кілька десятків років після попадання води.

Раніше вчені вже встановили, що ключовим інгредієнтом цього матеріалу була морська вода, яка змушувала попіл, вапно та інші компоненти цементу вступати в складні хімічні реакції, що продукували кристали тоберморіту - надміцного мінералу, що дає давньоримському цементу його надзвичайну міцність.

Тепер же дослідники створили комп'ютерну модель цих кристалів і з'ясували, що тоберморит володіє неймовірно високою механічною міцністю завдяки незвичайній шаруватої структурі, що допомагає йому витримувати навантаження і ставати ще міцніше при стисненні.

Розрахунки показали, що тоберморит, по своїй суті, є складним наноматеріалом, що складається з безлічі окремих шарів молекул з різними властивостями, покладених у своєрідні піраміди. Окремо, кожен шар таких "пірамід" має досить скромну міцність, однак їхня комбінація має кардинально інші механічнимі властивості.

Наприклад, якщо взяти кристал тобермориту і стиснути його, частина шарів всередині нього з'єднатється один з одним і він стане набагато міцніше, ніж раніше, так як слабкі водневі зв'язки, "склеюючі" шари, будуть замінені на міцні ковалентні зв'язки.

Раніше норвезькі археологи підтвердили правдивість однієї з подій, описаної в "Сазі про Сверрира" - норвезькому літописі, який розповідає про події 1177 – 1202 років. Під час розкопок у місті Трондхеймі вчені виявили скелет чоловіка в покинутому колодязі.