古代ローマのコンクリートは現代のものより耐久性が高い…最新の研究でその謎を解明

• 古代ローマのコンクリートは、現代のコンクリートよりも信じられないほど耐久性が高い。
• 科学者たちは長い間、何がその驚異的な強度を生み出しているのか不思議に思っていた。
• そしてある研究チームが、コンクリートに含まれる、これまで欠陥とみなされていた小さな白い斑点に着目し、その謎を解明したようだ。

ローマ人はどのようにして強いコンクリートを作り、2000年以上も持ちこたえるほど堅牢な建物を建てることができたのだろうか。

この疑問は、長い間科学者たちを困惑させてきた。コンクリートが驚くほどの強度を持つだけでなく、自己修復機能を持つように思われるからだ。つまり、ひび割れができても時間が経つと不思議なことに消えてしまうのだ。

ローマのパンテオンはその典型だ。この建造物は紀元前126年頃に建てられて以来、ずっと使われている。しかし、その複雑な造りのドームは、今も真新しく見える。

では、この素材はなぜ特別なのか。マサチューセッツ工科大学（MIT）とハーバード大学の研究チームが、この謎を解明したようだ。彼らの研究成果は2023年1月6日付けで査読付き学術誌『Science Advances』に掲載された。

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論文によると、謎を解く鍵はコンクリートの中に見られる白い斑点｢ライムクラスト（石灰の塊）｣にあるという。

欠陥に見える｢白い斑点｣が、コンクリートを完璧なものにしていた

ライムクラストは、ローマ時代の建造物のほとんどに見られるが、これまで建築資材の欠陥だとされてきた。

コンクリートは、モルタルという液状の結合剤と、骨材（一般的には砂利、砂、小さな岩など）から構成される。ローマ時代のモルタルは、石灰石を加熱した化学物質の石灰で作られていた。

一般的には石灰と水を混ぜてから骨材を入れていたとされ、このような斑点は、モルタルがうまく混ざらなかったことを示すものと考えられていた。

しかし論文の共著者で、MITの土木環境工学教授であるアドミール・マシック（Admir Masic）は、その考え方に納得したことはなかったという。

｢もしローマ人が、何世紀もかけて最適化されてきた詳細なレシピに従って、優れた建設資材を作ることにあれほど力を注いだのなら、なぜ、最終的な素材を作る際によく混ぜようとしなかったのだろうか｣と彼はプレスリリースで述べている。

さらに詳しく調べた結果、この斑点は意図的に作られた可能性が高いと研究チームは結論づけた。この斑点こそがコンクリートの自己修復機能を高めるのに極めて重要であることが分かったのだ。

自己修復のために極めて重要な斑点

白い斑点となって表れるライムクラストはかなりもろいが、それが自己修復にとってよい働きをする。

コンクリートにひび割れが生じると、ライムクラストが砕ける。そこに水が加わると、上の画像で赤く示したカルシウムが水と反応して新たな結晶を作り出す。