В Помпеях обнаружена технология создания самовосстанавливающегося бетона

Редкое свидетельство древнеримской строительной практики, застывшее во времени из-за извержения Везувия, меняет современные представления о древнем бетоне. Новое исследование, проведённое учёными из Массачусетского технологического института и опубликованное в журнале Nature Communications, изучает незавершённую стройплощадку в Помпеях, где римские инженеры создавали необычайно прочный бетон со свойствами самовосстановления.

Древние руины кирпичной стены в Помпеях. Автор: Иржи Дочал

Обнаруженная в районе Регио IX древняя стройка сохранила здание, в котором шёл ремонт, когда вулкан извергся в 79 году нашей эры. Строители оставили сложенные для повторного использования плитки, амфоры для перевозки материалов, каменщицкие инструменты и кучи сухих ингредиентов, готовых к замесу. Эта комбинация дала уникальную возможность восстановить весь процесс производства римского бетона — от сырья до готовых стен.

Химические и микроструктурные исследования показали, что римские строители предварительно смешивали негашёную известь с высушенным вулканическим пеплом, известным как «пуццолана», и лишь затем добавляли воду. Этот процесс, называемый горячим смешиванием, включает экзотермическую реакцию и приводит к сильному нагреву раствора. В отличие от современного бетона, который с самого начала замешивается влажным, этот метод создаёт особую внутреннюю структуру, отмеченную микроскопическими фрагментами частично прореагировавшей извести, известными как известковые класты.

Карта археологического парка Помпеи с обозначением Регио IX светло-голубым цветом (вверху посередине) и детальным планом Дома IX 10, 1, с цветными обозначениями куч сырья (справа): фиолетовый — строительный мусор; зелёный — кучи сухих предварительно смешанных материалов; синий — кучи туфовых блоков. Автор: Э. Васерман и др., Nature Communications (2025); CC BY-NC-ND 4.0

Присутствие этих известковых кластов в римских постройках оказалось крайне важным. Когда в затвердевшем бетоне образуются трещины и внутрь проникает вода, класты вступают в реакцию, высвобождая кальций, который заполняет эти трещины. Исследование выявило реакционные ободки вокруг вулканических заполнителей и следы богатых кальцием фаз, таких как кальцит и арагонит, демонстрируя, как трещины могли постепенно затягиваться за счёт роста минералов. Подобное самовосстановление ранее наблюдалось в гробнице Цецилии Метеллы на Аппиевой дороге, но помпейская находка даёт неопровержимые доказательства того, как эта способность закладывалась непосредственно в процессе строительства.

Закат над древними руинами Помпеи, Италия. Автор: Нирджхар Базак

Результаты также позволили лучше понять некоторые древние тексты. Витрувий описывал смешивание извести с пуццоланой, но не упоминал горячее смешивание, что заставляло многих учёных предполагать иной процесс. Однако древние тексты Плиния Старшего описывают сильный жар, выделяемый при контакте негашёной извести с водой, что очень близко к тому, что теперь обнаружено в Помпеях. Тексты и археологические данные позволяют предположить, что римские строители экспериментировали с разными рецептами и техниками, адаптируя материалы к местным условиям и конструктивным задачам.

Однако важно отметить, что не весь римский бетон производился таким образом. Фактически, сами древние авторы отмечали, что некачественный раствор становился причиной разрушения зданий в Риме. Хотя Помпеи являются примером искусной римской инженерии, это не было универсальным правилом. Остаются вопросы о том, насколько широко было распространено горячее смешивание, развивалась ли эта технология со временем и была ли она ответом на частые землетрясения в регионе.

Vaserman, E., Weaver, J.C., Hayhow, C. et al. (2025). An unfinished Pompeian construction site reveals ancient Roman building technology. Nat Commun 16, 10847. doi:10.1038/s41467-025-66634-7
Источник: archaeologymag.com