Именно поэтому ученые из Университета Севера в Колумбии провели исследование, чтобы проверить, насколько оправданным был бы такой переход. Главный акцент авторы новой статьи сделали на экологичности и выбросах парниковых газов, пишет 24 Канал со ссылкой на iScience.
Смотрите также Ученые нашли материал, который якобы нарушает законы физики
В чем преимущества и недостатки древнеримского бетона?
Вопреки ожиданиям, исследователи обнаружили, что производство римского бетона требует больше воды и вызывает больше выбросов парниковых газов, чем производство современной версии. Однако, хотя начальные энергетические затраты выше, римские бетонные смеси в конечном итоге могут оказаться более эффективными в долгосрочной перспективе. Это связано с тем, что их не нужно так часто заменять или ремонтировать.
Условно, говоря, если мы имеем два здания, одно из которых сделано из римского бетона, а второе – из современного бетона, то второе начнет разрушаться уже через десять или двадцать лет, в зависимости от условий, а первое – будет стоять тысячу лет. За это время вы отремонтируете или перестроите первое здание 50-100 раз, каждый раз производя новые выбросы углекислого газа. Этот CO2 уже во время нескольких первых реставраций превысит объемы выброса, что были сделаны при изготовлении римской смеси бетона.
Когда мы принимаем во внимание срок эксплуатации бетона, тогда мы начинаем видеть преимущества. Мы можем многому научиться у римлян. Если мы сможем совместить их стратегии с нашими современными инновационными идеями, мы сможем создать более устойчивую застроенную среду,
– говорит ведущий автор и инженер Даниэла Мартинес из Университета Севера в Колумбии.
Трудно сравнить долговечность римского бетона с современным бетоном, поскольку сегодня многие бетонные сооружения армированы сталью. Сталь во время коррозии расширяется, что приводит к растрескиванию и разрушению окружающего бетона уже через десять лет. Для сравнения, бетон Древнего Рима способен к "самовосстановлению". Это означает, что когда в цементе появляются трещины, они естественным образом склеиваются под воздействием просачивающейся внутрь воды. Это одна из причин, почему древние римские морские дамбы простояли тысячелетия, несмотря на постоянные удары волн и коррозионное действие соленой воды. Способен ли современный бетон на то же, пока непонятно.
"Коррозия стальной арматуры является основной причиной разрушения бетона, поэтому сравнение следует проводить с большой осторожностью", – объясняет еще один автор и инженер Пауло Монтейро из Калифорнийского университета в Беркли.
Даниэла Мартинес и ее команда признают, что более долговечные цементные конструкции "могут лишь частично компенсировать растущий спрос на новые материалы", но римские методы производства могут иметь и другие экологические преимущества. И римский бетон, и современный изготавливаются из одного и того же основного ингредиента. При нагревании известняк образует высокореактивный едкий порошок, который называется негашеной известью. В сочетании с водой этот порошок образует прочный раствор. В Римской империи рецептуры бетона были довольно разнообразными, но обычно этот раствор смешивали с местными вулканическими породами, а не с гипсом, который используется в современном бетоне.
Римский бетон также производит гораздо меньше опасных загрязнителей воздуха, возможно потому, что известняк сжигается с помощью дубовой и еловой древесины, а не ископаемого топлива.
Согласно последним моделям, использование римских технологий производства цемента может уменьшить выбросы оксида азота и оксида серы на 98% по сравнению с современными методами.
Использование биомассы и других альтернативных видов топлива для отопления печей может оказаться более эффективным для декарбонизации современного производства цемента, чем внедрение римских рецептур бетона,
– говорит Мартинес.
Сегодня бетон является вторым по популярности материалом в мире после воды. Его производство составляет примерно 8% от общего объема антропогенных выбросов углерода, что равно примерно четверти всех выбросов углерода в промышленности.
По данным ученого-материаловеда из Аризонского государственного университета Нараянана Нейталата, если бы производство цемента было отдельной страной, оно занимало бы третье место в мире по объему выбросов углекислого газа после Китая и США. Если мы хотим иметь реальные шансы не превысить потепление планеты более чем в два градуса Цельсия, тогда выбросы, связанные с производством цемента, должны уменьшиться более чем на 20 процентов в ближайшее десятилетие, отмечают ученые. Изучение древнего римского бетона может помочь нам достичь этих насущных климатических целей.