Những kiến trúc kiệt xuất tồn tại hàng nghìn thế kỷ như toà nhà khổng lồ Pantheon hay đấu trường La Mã là minh chứng rõ nhất cho sự khéo léo của các kiến trúc sư thời cổ đại.

Qua hàng trăm dự án, các nhà khoa học đã chứng minh bê tông La Mã có sức bền tốt hơn bê tông hiện tại.

Tuy nhiên, điểm sáng trong nghiên cứu mới nhất thuộc về vôi - nguyên luyện bí mật giúp những kiến trúc cổ đại đứng vững dù được xây dựng tại những nơi đầy thách thức như bến cảng, núi lửa…

Một nhóm nghiên cứu bao gồm các thành viên đến từ Mỹ, Italia và Thụy Sĩ, đã phân tích mẫu bê tông 2.000 năm tuổi thuộc bức tường thành tại Privernum, miền trung Italia.

Theo đó, họ phát hiện các khối màu trắng (vôi) đã giúp bê tông hàn gắn những vết nứt hình thành theo thời gian.

Trước đó, vôi đã bị bỏ qua và được xem như bằng chứng của việc xây dựng cẩu thả hay nguyên liệu kém chất lượng. “Đối với tôi, thật khó để tin rằng các kỹ sư La Mã không làm tốt công việc bởi họ thực sự rất cẩn thận khi lựa chọn và xử lý nguyên vật liệu” - Admir Masic, Phó Giáo sư kỹ thuật và môi trường, Đại học California (Mỹ) cho biết.

“Bê tông là một cuộc cách mạng kiến trúc, nó cho phép người La Mã tạo ra các thành phố thành lộng lẫy để sinh sống. Về cơ bản, bê tông đã thay đổi hoàn toàn cách sống của con người. Chính vì vậy, các học giả đã viết ra công thức chính xác và áp dụng chúng cho công trường trên khắp đế chế La Mã” - ông Masic nói thêm.

Bê tông thực chất là đá hoặc đá nhân tạo được hình thành bằng cách trộn xi măng và cốt liệu thô (sỏi hoặc đá dăm). Với nghiên cứu sâu hơn, các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng vôi phát sinh do sử dụng vôi sống (canxi oxit) khi trộn bê tông, chứ không phải thêm vào vôi tôi.

Phân tích bổ sung về bê tông cho thấy các lớp vôi hình thành ở nhiệt độ khắc nghiệt do “trộn nóng” vôi sống là chìa khóa tạo nên tính chất bền chắc của bê tông.

“Khi toàn bộ bê tông được nung nóng ở nhiệt độ cao sẽ tạo ra các chất hóa học không thể có nếu chỉ sử dụng vôi tôi. Từ đó, hình thành hợp chất trong nhiệt độ cao.

Thứ hai, nhiệt độ lớn làm giảm đáng kể thời gian bảo dưỡng và đông kết vì tất cả các phản ứng đều được tăng tốc, cho phép xây dựng hiệu quả” - Phó Giáo sư Masic viết trong nghiên cứu.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành một thí nghiệm để chứng thực các lớp vôi chính là yếu tố khiến bê tông La Mã có khả năng bền vững. Theo đó, họ sử dụng hai mẫu bê tông, một mẫu theo công thức La Mã và mẫu còn lại được làm theo tiêu chuẩn hiện đại, tiếp theo, các nhà khoa học đã cố tình làm nứt chúng.

Sau hai tuần, kết quả cho thấy nước không chảy qua bê tông được làm theo công thức của người La Mã, nhưng nó đã chảy thẳng qua khối bê tông không có vôi.

Theo nghiên cứu, các lớp vôi hòa tan khi tiếp xúc với nước và kết tinh lại, hàn gắn vết nứt do thời tiết tạo ra trước khi chúng lan rộng. Các nhà nghiên cứu cho biết khả năng tự phục hồi của vôi có thể mở đường cho việc sản xuất bê tông hiện đại bền vững hơn. 

Nhiều năm trước đó, các nhà nghiên cứu cho rằng tro núi lửa từ khu vực Pozzuoli trên Vịnh Naples là thứ làm cho bê tông La Mã trở nên chắc chắn. Phó Giáo sư Masic cho biết cả hai thành phần này đều quan trọng, nhưng vôi đã bị bỏ qua trong quá khứ.