Пирамиды в Египте, Колизей в Риме, Великая Китайская стена – вот лишь некоторые из чудес света, которые стоят уже тысячи лет. Возможно, они сохранятся еще долго после того, как мы все умрем. Однако если вы прогуляетесь по любому крупному городу мира, то увидите десятки зданий, срок эксплуатации которых подходит к концу при том, что их создатели все еще живы-здоровы. Срок службы бетона, из которого построена большая часть современных зданий, составляет всего 50-100 лет.
Так почему же кажется, что люди прошлого умели строить гораздо лучше, чем мы? Исследователи во всем мире пытаются ответить на этот вопрос, заглядывая в далекое прошлое, чтобы извлечь уроки, которые помогут нам строить лучше в будущем.
Многие исследователи обращаются за вдохновением к римлянам. Архитекторы Римской империи начали строить впечатляющие бетонные сооружения около 200 года до н.э., многие из которых выдержали испытание временем.
Вспомните внушительный купол Пантеона, который до сих пор остается самым большим в мире куполом из неармированного бетона, или прочные римские акведуки, которые и сегодня несут воду.
Даже в гаванях, где морская вода веками подтачивала сооружения, можно найти бетон "в основном таким, каким он был, когда его заливали 2000 лет назад", – говорит Джон Олесон, археолог из Университета Виктории (Канада).
Разница между римскими сооружениями и современными заключается в составе бетона, из которого они изготовлены.
Большинство современных видов бетонов изготавливается на основе портландцемента – порошка, получаемого путем измельчения клинкера и гипса. (Клинкер – это продукт обжига до стадии спекания в однородную массу известняка и глины.) Затем этот цемент смешивается с водой, образуя химически активную пасту. В нее добавляют кусочки различных материалов, например камней или гравия, и цементная паста связывает их в бетонную массу.
Согласно древним записям, процесс изготовления бетона в Риме был схож: строители смешивали такие материалы, как обожженный известняк и вулканический песок, с водой и гравием, в результате чего происходила химическая реакция, скреплявшая все это вместе.
Но римский бетон обладает уникальным свойством: он может самовосстанавливаться с течением времени. И ученые как раз работают над разгадкой того, как это вообще возможно – ответ на этот вопрос сможет объяснить и тот факт, как римскому бетону удалось продержаться тысячи лет.
Адмир Машич, инженер-строитель и эколог из Массачусетского технологического института, возглавивший исследование, объяснил, что при образовании трещин в римском бетоне вода просачивается в смесь и активизирует оставшиеся в ней кусочки извести, в результате чего происходят новые химические реакции, способные заполнить поврежденные участки.
Другая теория, разработанная исследователями из Университета Юты, заключается в том, что самовосстанавливаться бетону помогают особые вулканические материалы, которые римляне подмешивали в свой бетон. Геолог Мари Джексон, автор доклада из Юты, считает, что вулканические породы, которые строители собирали после извержений, вступали в естественную реакцию с элементами со временем, помогая бетону заделывать возникающие трещины.
"Способность бетона адаптироваться со временем является поистине гениальным свойством материала, – сказал Джексон. – Бетон был настолько хорошо создан, что до сих пор поддерживает сам себя".
Если все это звучит как результат, полученный чисто случайно, то, скорее всего, так оно и было. Сесилия Пеше, материаловед из Шеффилдского университета (Англия), говорит, что древние строители добавляли в свои смеси практически все, что угодно, лишь бы это было дешево и доступно.
Современные строители не могут просто взять и скопировать древние рецепты. Несмотря на то, что римский бетон служит долго, он не выдерживает больших нагрузок. "Из римского бетона нельзя построить современный небоскреб, – говорит Олесон. – Он развалился бы уже на уровне третьего этажа".
По словам Машича, наши здания не должны стоять тысячелетиями, как римские. Но если увеличить срок службы современного бетона на 50 или 100 лет, то "в долгосрочной перспективе нам потребуется меньше сноса, меньше технического обслуживания и меньше материалов".
