Điện Pantheon, Đấu trường Colosseum hay những thành phố cổ của Roma là minh chứng cho sự tài ba của người La Mã. Đặc biệt, nhiều công trình của đế chế này đã tồn tại hàng trăm, thậm chí hàng ngàn năm mà vẫn duy trì được sự vững chãi. Chẳng hạn như Đấu trường Colosseum, được xây dựng vào khoảng năm 70-80 sau Công Nguyên, đến nay đã gần 2000 năm tuổi. Vậy lý do nào giúp những công trình này có thể đứng vững qua thời gian?
Theo nghiên cứu đăng trên tạp chí Science Advances, phương pháp trộn bê tông của người La Mã vô tình tạo ra các mảnh khoáng nhỏ phân bố đều trong vật liệu này. Ban đầu, những mảnh khoáng này bị coi là khiếm khuyết, do chúng xuất hiện khi quá trình trộn bê tông không đạt chuẩn. Tuy nhiên, các nhà khoa học gần đây đã xác nhận rằng chính các mảnh khoáng này đã tạo nên độ bền vững của các công trình La Mã, thậm chí có khả năng tự sửa chữa theo thời gian. Nghiên cứu này không chỉ giải đáp một bí ẩn về kiến trúc cổ đại mà còn hy vọng đóng góp vào việc phát triển các loại bê tông bền vững hơn trong tương lai, từ đó giảm thiểu tác động của bê tông đối với khí hậu toàn cầu.
"Kể từ khi bắt đầu nghiên cứu về bê tông La Mã cổ đại, tôi luôn bị cuốn hút bởi những đặc điểm thú vị này,""Những đặc điểm này không hề xuất hiện trong các công thức bê tông hiện đại, vậy làm thế nào mà chúng lại có mặt trong các vật liệu xây dựng cổ đại này?"
Bê tông về cơ bản là sự kết hợp giữa các vật liệu chứa canxi như vôi và nước, cùng với các loại hạt nghiền nhỏ và lớn như tro núi lửa và đá vụn. Các nhà khoa học cho rằng người La Mã cổ đại đã thêm vôi tôi, một dạng vôi đã được pha với nước tạo thành một hỗn hợp ướt và dẻo, vào trong bê tông của họ. Tuy nhiên, tác giả nghiên cứu cho rằng thành phần này không thể giải thích được sự xuất hiện của các hạt vôi, một đặc điểm độc đáo của bê tông cổ đại. Sau khi nghiên cứu các mẫu bê tông 2000 năm tuổi từ di chỉ khảo cổ tại Italia Privernum, các tác giả cho rằng người La Mã đã sử dụng vôi sống, loại vôi nguyên chất không pha nước, khiến cho các hạt vôi hình thành trong bê tông. Chính các hạt vôi này giúp bê tông ổn định, mang lại khả năng tự sửa chữa và củng cố độ bền. Các tác giả nghiên cứu cho biết khi bê tông cổ đại bị nứt, các vết nứt tập trung vào các hạt canxi, vốn dễ bị nứt do cấu trúc yếu. Tuy nhiên, các vết nứt này không kéo dài mãi. Khi nước thấm vào, canxi trong vết nứt chuyển thành dung dịch canxi bão hòa, tự đông đặc và lấp đầy khe nứt, ngăn ngừa sự lan rộng. Để kiểm chứng lý thuyết này, các tác giả đã tạo ra và làm nứt các mẫu bê tông có và không có vôi sống, sau đó đổ nước qua các vết nứt. Sau hai tuần, các vết nứt trong bê tông có vôi sống đã tự lấp đầy hoàn toàn, trong khi bê tông không có vôi sống không thể tự sửa chữa. Các tác giả cho rằng phát hiện này mở ra cơ hội phát triển các công thức bê tông bền vững và bền chắc hơn trong tương lai.