Tại sao bê tông công trình cổ đại hơn 2.000 năm bền hơn bê tông hiện đại?

Khi có dịp tới thăm các công trình thời La Mã cổ đại như đền Pantheon ở thành phố Roma (Italy) hay đấu trường Colosseum, du khách không khỏi trầm trồ kinh ngạc trước sự bền chắc của kỳ quan kiến trúc. Cấu trúc hùng vĩ của những công trình tồn tại hàng thiên niên kỷ là một minh chứng cho sự khéo léo và khối óc tài hoa của các kỹ sư La Mã.

Vậy loại vật liệu xây dựng nào có thể bền chắc tới mức giữ vững cho tòa nhà khổng lồ Pantheon - nơi có phần mái vòm không được gia cố lớn nhất thế giới và đấu trường Colosseum tồn tại suốt hơn 2.000 năm không bị sụp đổ?

Trong nhiều trường hợp, bê tông La Mã được chứng minh bền chắc và tồn tại lâu hơn so với bê tông thời hiện đại vốn xuống cấp chỉ trong vòng vài thập kỷ.

Và mới đây, các chuyên gia đã phát hiện ra thành phần bí mật giúp người La Mã cổ đại có thể tạo ra loại vật liệu cực bền, xây dựng nhiều công trình công phu ở những vị trí thử thách như bến tàu, ống cống hay vùng thường xảy ra động đất.

Nhóm chuyên gia đến từ Mỹ, Italy và Thụy Sĩ đã phân tích các mẫu bê tông 2.000 tuổi lấy từ một bức tường thành tại địa điểm khảo cổ Privernum thuộc miền trung Italy. Mẫu vật có thành phần tương tự như loại bê tông được tìm thấy trên khắp đế quốc La Mã.

Kết quả phân tích cho thấy, những mẩu màu trắng trong bê tông gọi là vụn đá vôi, giúp vật liệu có khả năng làm lành vết nứt hình thành theo thời gian.

"Các kỹ sư La Mã cổ đại vô cùng cẩn thận khi lựa chọn và xử lý nguyên vật liệu. Họ đã viết lại công thức với tỷ lệ trộn chính xác và áp dụng tại nhiều công trình xây dựng trên khắp đế quốc La Mã xưa kia", phó giáo sư Admir Masic đến từ Viện công nghệ Massachusetts (Mỹ), chia sẻ.

Cũng theo nhận định của vị phó giáo sư này, loại bê tông do người La Mã cổ đại tạo ra có thể coi như "cuộc cách mạng kiến trúc". "Họ biến các thành phố cổ đại thành một khu vực phi thường và đẹp đẽ để sinh sống. Cuộc cách mạng đó về cơ bản làm thay đổi hoàn toàn cách con người sinh sống", ông đưa ra quan điểm.

Bê tông thực chất là đá hoặc đá nhân tạo, được hình thành bằng cách trộn xi măng, chất kết dính thường làm từ đá vôi, nước, hạt mịn và hạt thô. Tài liệu cổ thời La Mã ghi chép lại có gợi ý dùng vôi tôi trong chất kết dính. Ngoài ra, khi phân tích kỹ hơn, các chuyên gia nhận thấy "trộn nóng" là yếu tố chủ chốt dẫn tới độ bền của loại bê tông thời này.

Để tìm hiểu kỹ hơn liệu vụn đá vôi có giúp khả năng "tự vá lành vết nứt" của bê tông La Mã hay không, các chuyên gia tiến hành thử nghiệm tạo ra 2 mẫu bê tông.

Một mẫu theo công thức thời La Mã, mẫu kia là tiêu chuẩn bê tông thời hiện đại. Tiếp đó, họ cố ý làm nứt chúng. Sau 2 tuần, nước không thể ngấm qua loại bê tông theo công thức La Mã, trong khi chúng có thể chảy thẳng qua khối bê tông "kiểu mới".