Vật liệu 'thần thánh' giúp kiến trúc La Mã trường tồn với thời gian

Nhóm chuyên gia do giáo sư Admir Masic từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT - Mỹ) dẫn đầu đã phân tích các mẫu bê tông La Mã cổ đại từ thành phố cổ Privernum nằm gần thành Rome, Italy ngày nay. Kết quả nghiên cứu giúp họ giải mã bí mật giúp nhiều kiến trúc của người La Mã trường tồn với thời gian.

Privernum là thành phố cổ đại do người La Mã kiểm soát từ thế kỷ thứ 2 trước Công Nguyên đến thế kỷ thứ 12 sau Công Nguyên. Trong thời gian đó, người La Mã đã xây dựng nhiều công trình có độ vững chắc đáng kinh ngạc.

Trong suốt nhiều năm, các chuyên gia cố gắng giải mã bí mật về bê tông giúp các kiến trúc của người La Mã thách thức thời gian.

Sau một thời gian nghiên cứu, nhóm của giáo sư Admir Masic đã tìm ra lời giải. Họ đã phân tích những đặc điểm khoáng chất màu trắng sáng nhỏ ở quy mô mm. Từ lâu, khoáng chất này được giới khoa học công nhận là một thành phần đặc trưng và phổ biến trong bê tông của người La Mã.

Các chuyên gia kiểm tra khoáng chất bằng quang phổ và xác định được nó tạo nên từ nhiều dạng canxi carbonat khác nhau. Trong đó, nhiều loại thể hiện rõ qua quang phổ là được tạo ra bởi nhiệt độ khắc nghiệt.

Tuy nhiên, khoáng chất đó không phải là tro bụi núi lửa lấy từ những dòng magma phun trào từ sâu dưới lòng đất lên trên bề mặt.

Trên thực tế, người La Mã thời cổ đại đã sử dụng vôi sống thay vì vôi tôi trong quá trình trộn nguyên vật liệu làm bê tông. Các thành phần gồm: vôi sống, nước và bê tông được người La Mã kết hợp cùng một lúc.

Sự kết hợp này tạo nên một quá trình "trộn nóng", trong đó vật liệu trở thành một thứ nửa keo nửa bê tông, có tính phản ứng cao - như những gì các nghiên cứu phát hiện trước đó ở bê tông La Mã.

Nhóm nghiên cứu do giáo sư Admir Masic đã thử trộn lại một vật liệu y như cách người La Mã làm và thành công. Quá trình "trộn nóng" đó đã giúp phát triển các cấu trúc hạt nano đặc trưng, tạo ra nguồn canxi dễ bị phá vỡ và phản ứng trong các hợp chất.

Khi xuất hiện các vết nứt nhỏ trong khối bê tông, canxi dễ phản ứng trong đó sẽ nhanh chóng tách ra và di chuyển qua các lớp vôi. Từ đó, các vết nứt có thể tự lành lại khi phản ứng với nước. Nhờ vậy, các công trình của người La Mã vững chắc, kiên cố theo năm tháng.

Mời độc giả xem video: Đến thăm thành phố La Mã, nơi thời gian ngừng trôi gần 2.000 năm.

Tâm Anh (theo Science Advances)