Phát hiện mới về bê tông La Mã qua nghiên cứu nhà vệ sinh của Hoàng cung Villa Adriana

Villa Adriana là một quần thể kiến trúc hoành tráng được xây dựng vào thế kỷ thứ II dưới triều đại Hoàng đế Hadrian tại Ý. Khu di tích này cung cấp nhiều thông tin quan trọng về kỹ thuật xây dựng và vật liệu của Đế chế La Mã cổ đại. Gần đây, các chuyên gia từ Đại học California tại Berkeley phối hợp với nhiều tổ chức quốc tế đã tiến hành nghiên cứu chi tiết một nhà vệ sinh công cộng bằng bê tông trong quần thể này để hiểu hơn về bí quyết bền bỉ của bê tông La Mã.

Nghiên cứu này công bố vào ngày 8/7 trên tạp chí khoa học uy tín Science Advances, đã chỉ ra rằng carbonat hóa là một phản ứng hóa học diễn ra chậm giữa khí CO₂ trong khí quyển và các hợp chất canxi trong bê tông La Mã, vốn được gọi là opus caementicium. Phản ứng này tạo thành mạng lưới canxi cacbonat có tác dụng làm dày đặc và liên kết vật liệu, tăng cường độ bền và khả năng tự hồi phục của bê tông.

Trước đây, các công trình La Mã nổi tiếng bền vững thường được giải thích nhờ phản ứng puzolanic giữa tro núi lửa và canxi, nhưng nghiên cứu mới nhấn mạnh rằng carbonat hóa lâu dài cũng đóng vai trò then chốt thúc đẩy khả năng chịu đựng của vật liệu qua hàng nghìn năm. Qua các kỹ thuật hình ảnh ba chiều tiên tiến như phổ kế và chụp cắt lớp đa cấp độ, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rõ vai trò của các tinh thể carbonat trong việc tăng cường cấu trúc bê tông.

Công trình này được hỗ trợ bởi Bộ Năng lượng Mỹ và có sự tham gia của các nhà khoa học thuộc Đại học Illinois Urbana-Champaign, Đại học Michigan, Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley, Đại học Công nghệ Bắc Kinh, cùng Viện nghiên cứu Villa Adriana - Villa de Este của Ý.

Tiến sĩ Paulo Monteiro, kỹ sư xây dựng tại UC Berkeley và đồng tác giả bài báo, cho biết: "Carbonat hóa không chỉ cải thiện độ bền của bê tông mà còn giúp bịt kín các vết nứt nhỏ khi vật liệu già đi." Ông giải thích thêm rằng sự hình thành của calcite, một dạng khoáng canxi cacbonat, giúp lấp đầy lỗ hổng, tạo nên cấu trúc bê tông đặc chắc và ngăn ngừa sự thẩm thấu nước, từ đó bảo vệ công trình khỏi hư hại lâu dài.

Monteiro nhận định, khám phá này là minh chứng cho sự hữu ích của việc nghiên cứu kỹ thuật xây dựng cổ đại, hứa hẹn có thể hướng tới phát triển các vật liệu xây dựng hiện đại bền vững hơn trong tương lai dựa trên nguyên lý tương tự.

Tham khảo: Xiaohong Zhu và cộng sự, "Mineralized carbonates contribute to the millennial durability of Roman concrete", Science Advances, 12 (2026), eaeb0754. DOI:10.1126/sciadv.aeb0754

Bài viết được biên tập với sự hỗ trợ của công cụ trí tuệ nhân tạo (AI), tổng hợp từ các nguồn tin dẫn bên dưới và đã qua kiểm duyệt của toà soạn Quang Minh Việt Nam.