Около 79 года нашей эры римский писатель Плиний Старший заметил в своей «Естественной истории», что бетонные постройки в гаванях, подверженные постоянным нападкам волн, становятся «единой каменной массой, непроницаемой для волн и с каждым днем все крепче». Он не преувеличивал. Мэри Джексон и ее коллеги, применив к древнеримскому пирсу метод изучения вулканических пород, обнаружили, что морская вода, проникающая сквозь древний бетон, оставляет в порах минералы, увеличивающие сцепление материала.

Древние римляне делали бетон, смешивая вулканический пепел с известью и морской водой, а затем добавляя куски вулканического камня в раствор. Сочетание пепла, воды и негашеной извести провоцировало пуццолановую реакцию, названную так в честь города Поццуоли в Неаполитанской бухте. Этот материал римляне использовали для строительства множества архитектурных памятников, включая Пантеон и рынок Траяна в Риме, которые стоят по сей день.

Современный портландцемент, наиболее распространенный вид цемента, похож по своему составу на древнеримский, но с одним отличием — песок и щебень, в отличие от вулканических пепла и камня, инертны. Любая реакция с цементной массой может привести к расширению бетона и образованию трещин. «Реакция взаимодействия щелочей цемента с кремнеземом заполнителя происходит повсеместно и является одной из основных причин разрушения структур портлендцемента», — говорит Джексон.