Ở trường hợp tòa nhà khổng lồ Parthenon và Đấu trường La Mã, người ta thấy bê tông thời này tồn tại lâu hơn so với bê tông hiện đại. Nhóm nghiên cứu đã phân tích các mẫu bê tông được lấy từ một bức tường thành tại địa điểm khảo cổ Privernum, miền trung nước Ý và có thành phần tương tự như các loại bê tông được tìm thấy khắp Đế chế La Mã.
Họ phát hiện ra rằng các khối màu trắng dạng cục vôi, giúp bê tông có khả năng hàn gắn các vết nứt. Các nhà nghiên cứu trước đây thường bỏ qua khối trắng này vì nghĩ chúng chỉ là nguyên liệu kém chất lượng.
Tác giả nghiên cứu Admir Masic, phó giáo sư kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học California chia sẻ: “Không có chuyện các kỹ sư La Mã xưa kia sử dụng chất liệu kém, rõ ràng họ đã xử lý vật liệu một cách tinh tế. Họ thực sự đã có một cuộc cách mạng kiến trúc".
Bê tông thực chất là đá hoặc đá nhân tạo, được hình thành bằng cách trộn xi măng, chất liên kết được tạo ra từ đá vôi, nước, cốt liệu mịn (cát hoặc đá dăm được nghiền mịn) và cốt liệu thô (sỏi hoặc đá dăm).
Tìm hiểu sâu hơn, các nhà nghiên cứu kết luận rằng các cục vôi phát sinh do sử dụng vôi sống (canxi oxit) - dạng đá vôi khô, phản ứng mạnh nhất và nguy hiểm nhất - khi trộn bê tông, chứ không phải hoặc thêm vào vôi tôi.
Phân tích bổ sung về bê tông cho thấy các lớp vôi hình thành ở nhiệt độ khắc nghiệt do sử dụng vôi sống và "trộn nóng" là chìa khóa tạo nên tính chất bền vững của bê tông.
Để điều tra xem liệu các lớp vôi có phải là nguyên nhân khiến bê tông La Mã có khả năng tự "chữa lành" hay không, nhóm đã tiến hành một thí nghiệm.
Họ làm hai mẫu bê tông, một mẫu theo công thức La Mã và mẫu còn lại được làm theo tiêu chuẩn hiện đại, và cố tình tạo ra vết nứt. Sau hai tuần, nước không thể chảy qua bê tông được làm theo công thức của người La Mã, trong khi nó chảy qua khối bê tông kiểu hiện đại.
Phát hiện của họ cho thấy các lớp vôi có thể hòa tan vào các vết nứt và kết tinh lại sau khi tiếp xúc với nước, chữa lành các vết nứt do ảnh hưởng của thời gian. Các nhà nghiên cứu cho biết khả năng tự phục hồi này có thể mở đường cho việc sản xuất bê tông bền vững hơn.
Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã nghĩ rằng tro núi lửa từ khu vực Pozzuoli, trên Vịnh Naples, đã giúp cho bê tông La Mã trở nên bền chắc như vậy. Masic nói rằng cả hai thành phần này đều quan trọng, nhưng vôi đã không được tính đến trong quá khứ.
