ローマ人は2, 000年以上前にコンクリートの製造を始めましたが、今日のコンクリートとはまったく異なります。 彼らは異なる製法を持っていたため、現代の製品ほど強くない物質ができました。 しかし、パンテオンやコロッセオなどの建造物は何世紀にもわたって生き残っており、多くの場合、メンテナンスはほとんどまたはまったくありません。 地質学者、考古学者、およびエンジニアは、古代ローマのコンクリートの特性を研究し、その寿命の謎を解明しています。
「ローマのコンクリートは。 。 。 現代のコンクリートよりもかなり弱い。 ニューヨークのロチェスター大学の機械技術者であるレナート・ペルッキオは言う。 「この材料が持つと想定されるものは、時間の経過に伴う驚異的な抵抗です。」
その抵抗、または要素に対する耐久性は、コンクリートの重要な成分の1つである火山灰による可能性があります。 現代のコンクリートは、石灰ベースのセメント、水、砂、および細かい砂利などのいわゆる骨材の混合物です。 ローマのコンクリートの処方も石灰石から始まります。建設業者はそれを燃やして生石灰を生成し、次に水を加えてペーストを作りました。 次に、紀元前1世紀の建築家および技術者であるウィトルウィウスの著作によれば、火山灰が混ざり合いました。通常、火山灰3部と石灰1部です。 火山灰は石灰ペーストと反応して耐久性のあるモルタルを作り、こぶしの塊または凝灰岩と呼ばれる火山岩と組み合わされ、壁や丸天井のような構造を形成するために詰め込まれました。
紀元前2世紀の初めまでに、ローマ人はすでにこのコンクリートを大規模な建設プロジェクトで使用していたため、建材の実験がさらに早く始まったことを示唆しています。 ギリシャ人などの他の古代社会もおそらく石灰ベースのモルタルを使用していました（古代中国では、強度を高めるためにもち米が追加されました）。 しかし、モルタルをレンガのような骨材と組み合わせてコンクリートを作ることは、おそらくローマの発明であるとペルッキオは言います。
初期のコンクリートでは、ローマ人はさまざまな古代の火山性堆積物から灰を採掘しました。 しかし、紀元前27年にアウグストゥスがローマ皇帝になった頃、建築家たちは熱心になりました。当時、アウグストゥスは都市全体で大規模なプログラムを開始し、古いモニュメントを修復し、新しいモニュメントを建てました。 456, 000年前にローマの南東12マイルのアルバンヒルズ火山から噴出した灰の流れ。
神の神殿であるパンテオンは、西暦128年に完成しました。神殿のドームは、依然として世界最大の非鉄筋コンクリートドームです。 （Guido Bergmann / Bundesregierung-Pool via Getty Images） 
コロッセオは西暦80年に発足し、50, 000人を収容し、剣闘士のゲーム、儀式的な動物狩り、パレード、処刑を開催しました。 （ティジアナ・ファビ/ AFP /ゲッティイメージズ） 
ローマ領事の娘、カエシリアメッテラの墓。 この1841年のダゲレオタイプは、イタリアの最も初期の既知の写真の1つです。 （SSPL /ゲッティイメージズ） 
Tempio di Venere e Romaのドーム、2人の女神に捧げられ、135年に皇帝ハドリアヌスによって開設された寺院。（Tiziana Fabi / AFP / Getty Images） カリフォルニア大学バークレー校の地質学者および研究エンジニアであるマリー・ジャクソンは、次のように述べています。 ローマの建築家はおそらくそれで作られたコンクリートの耐久性のために灰の堆積物を好んだと彼女は付け加えます。 「これは、非常によく結合し、一貫性があり、堅牢な材料であるコンクリートの秘密でした。」
ジャクソンと彼女の同僚は、Pozzolane Rosseで作られたコンクリートの化学組成を研究しています。 灰の鉱物のユニークな混合物は、コンクリートが化学的崩壊と損傷に耐えるのを助けたようです。
ローマ人は、地中海の塩水に沈むコンクリートの港湾構造物を作る際に、別の特定の火山灰を好みました。 プルビスプテオラヌスは、ナポリ湾近くの鉱床から採掘されました。 「ローマ人は地中海沿岸に数千トンの火山灰を出荷し、イタリアの海岸からイスラエル、エジプトのアレクサンドリア、トルコのポンペイオポリスに港を建設しました」とジャクソンは言います。
海水は現代のコンクリートに非常に損害を与えています。 しかし、ローマのコンクリートでは、プルビスプテオラヌスは「水が浸透する際に劣化を緩和する役割を実際に果たします」とジャクソンは言います。 正確なメカニズムは不明ですが、石灰ペースト、火山灰、海水の間の化学反応により、コンクリート内に微視的な構造が形成され、今日コンクリートを損傷する塩化物や硫酸塩などの分子が閉じ込められたようです。
ローマのコンクリートの成功にもかかわらず、ローマ帝国とともに材料の使用は消滅しました。 コンクリート構造物は中世にはめったに建設されず、火山灰だけがローマのコンクリートの耐久性の唯一の秘密ではないことを示唆しているとペルッキオは言います。 「これらの非常に大規模なプロジェクトは、ローマ帝国が提供する適切な組織を備えた適切な官僚機構でのみ行うことができました。」
Erin Waymanはスミソニアンのアシスタントエディターであり、Hominid Huntingブログを書いています。
