Công trình La Mã cổ đại đứng vững hàng ngàn năm, chuyên gia đi tìm lời giải: Bí mật đến từ thứ nguyên liệu rẻ bèo, Việt Nam chẳng lạ gì

Nhắc đến La Mã cổ đại, chúng ta nghĩ ngay đến những công trình kiến trúc tuyệt tác tinh xảo trải dài khắp nước Ý. Trong đó, ngoài Đấu trường La Mã Colossseum, Khải Hoàn Môn Constantinus thì cũng không thể không nhắc đến Đền thờ Pantheon huyền thoại, nơi được mệnh danh là "Đền thờ của các vị thần".

Hai lần bị phá huỷ nhưng vẫn bền vững sau hàng nghìn năm

Theo ghi chép, công trình này được hoàn thành vào khoảng năm 126-128 sau Công Nguyên, dưới thời trị vì của Hoàng đế Hadrian. Đền Pantheon nằm trên địa điểm của một công trình kiến trúc cùng tên trước đó, được xây dựng vào khoảng năm 25 trước Công nguyên.

Về kiến trúc xây dựng nên Pantheon, đền thờ này chủ yếu làm từ gạch và bê tông. Đền Pantheon bao gồm ba phần: một mái hiên với các cột đá granit, một nhà thờ lớn có mái vòm và một khu vực hình chữ nhật nối hai phần còn lại.

Đền Pantheon có mái vòm bê tông không có cốt thép lớn nhất thế giới. Di sản này là một trong những kỳ công kiến trúc của đế chế La Mã cổ đại.

Ngôi đền lần đầu bị phá hủy trong một trận hỏa hoạn vào khoảng năm 80 sau Công nguyên. Sau đó, đền thờ này mới được xây dựng lại bởi Hoàng đế Domitian nhưng khoảng 30 năm sau nó lại một lần nữa bị huỷ hoại nặng nề do hoả hoạn.

Trong suốt một thời gian dài sau đó, Pantheon bị rơi vào tình trạng hư hỏng do không được bảo trì. Sau đó, vào năm 118 - 124, dưới triều đại vua Publius Aelius Hadrianus, Pantheon được xây dựng lại hoàn toàn với thiết kế tồn tại cho đến ngày nay.

Được xây dựng hơn 2.000 năm, độ bền của bê tông La Mã từ lâu đã khiến các chuyên gia bối rối. Bê tông hiện đại có thể sụp đổ chỉ trong vài thập kỷ. Vậy người La Mã cổ đại đã làm điều đó như thế nào?

Bí mật đến từ thứ nguyên liệu quen thuộc

Sau một thời gian dài nghiên cứu, các nhà khoa học đã tìm ra bí mật cất giấu trong công thức cổ xưa, giúp vật liệu xây dựng có khả năng tự phục hồi: vôi sống.

Theo báo The Telegraph, các chuyên gia Đại học MIT và Harvard (Mỹ) phát hiện việc thêm vôi sống vào vật liệu xây dựng hỗn hợp sẽ tạo ra phản ứng hóa học cực nóng cho ra cặn canxi.

Họ phát hiện ra rằng bên trong mẫu bê tông này chứa một chất được gọi là đá vôi. Thành phần này giúp bê tông có khả năng hàn gắn các vết nứt theo thời gian mà không cần can thiệp của con người.

Đại diện nhóm nghiên cứu nói: "Bê tông đã dẫn đến một cuộc cách mạng trong kiến trúc cổ đại. Người La Mã có khả năng tạo ra những thành phố kiên cố. Cuộc cách mạng này về cơ bản đã thay đổi hoàn toàn cách sống và sinh hoạt của con người."

Loại bê tông tạo ra các bức tường biển cổ đại được làm bằng hợp chất bao gồm vôi, nước biển, tro núi lửa và đá. Theo các nhà khoa học cho biết: Vôi sống khi được trộn với nước sẽ trở thành vôi tôi và có khả năng dùng làm chất kết dính trong xây dựng.

Sự kết hợp tạo ra một phản ứng 'possolanic' - đặt tên theo xã Pozzuoli ở Naples. Đó là phản ứng hóa học khi một vật liệu kết hợp với canxi hiđroxit tạo thành hợp chất có tính chất xi măng.

Các nhà nghiên cứu cho biết điều này có nghĩa là người La Mã không trộn vôi sống với nước rồi mới thêm vào các nguyên liệu hỗn hợp khác. Thay vào đó, có khả năng họ đã trộn vôi sống với tro và các vật liệu hỗn hợp trước, rồi mới thêm nước.

Cách tiếp cận này được gọi là “trộn nóng” vì nhiệt sinh ra. Nhóm nghiên cứu cho biết thêm rằng nhiệt độ cao này không chỉ giúp vữa đông kết mà còn làm giảm hàm lượng nước trong và xung quanh các lớp vôi, giải thích vì sao bê tông có nhiều vết nứt.

Phản ứng tro với nước biển khiến cho những mảng bê tông đó ngày càng chắc hơn. Trong khi ngược lại, sóng biển làm xói mòn bê tông hiện đại.

Nhóm nghiên cứu đề xuất rằng các cấu trúc này đã giúp bê tông “tự chữa lành” khi hư hại, vì nước thấm vào các vết nứt trên vật liệu sẽ hòa tan canxi cacbonat. Hỗn hợp chất lỏng giàu canxi này phản ứng với vật liệu núi lửa hoặc bằng cách kết tinh lại, giúp bê tông tự phục hồi. Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng các vết nứt chứa đầy canxi cacbonat đã được tìm thấy trong bê tông La Mã. Đây cũng là một trong những nguyên do lớn nhất khiến các công trình kiến trúc kỳ vĩ này có thể được bảo quản gần như hoàn hảo trong hàng ngàn năm.