Znanstvenici na tragu odgovora kako je drevni rimski beton izdržao tako dugo vremena

Foto: iStock/NL

Drevni Rimljani bili su briljantni inženjeri i graditelji i podigli su brojne veličanstvene građevine, uključujući neke koje su preživjele do modernih vremena gotovo netaknute poput Panteona u Rimu.

Neizostavan materijal za Rimljane bio je oblik betona koji su razvili, a koji je poznat po izuzetnoj izdržljivosti i dugovječnosti, iako su njegov točan sastav i svojstva ostali misterij. Nova studija uvelike ide prema rješavanju ove zagonetke i, kažu znanstvenici, mogla bi otvoriti put modernoj upotrebi replicirane verzije ovog drevnog čuda.

Rimski beton uveden je u 3. stoljeću prije Krista, što se pokazalo revolucionarnim. Također nazvan opus caementicium, njegova tri primarna sastojka bila su vapno, vulkanski pepeo i voda. Pomogao je Rimljanima da izgrade hramove, javna kupelji i druge velike građevine, akvadukte i mostove kakvih nije bilo do tada u povijesti.

Budući da se beton mogao stvrdnuti pod vodom, također je bio važan za izgradnju luka i lukobrana.

Mnoge od ovih građevina izdržale su dva tisućljeća, dok se moderne betonske konstrukcije ponekad raspadnu za samo nekoliko godina ili desetljeća.

Znanstvenici su proveli sofisticirano ispitivanje betona sa zidova drevnog grada Privernuma, koji se nalazi u Italiji južno od Rima. Dešifrirali su neočekivane proizvodne strategije koje su betonu dale svojstva ‘samozacjeljivanja’ – kemijski popravljajući sve pukotine ili pore.

“Novi rezultati pokazuju da bi u osnovi samozacjeljivanja i dugovječnosti betona iz drevnog Rima mogao biti način na koji su Rimljani miješali svoje sirovine, točnije kako su koristili vapno, ključnu komponentu mješavine uz vulkanski pepeo”, rekao je Admir Masic, profesor građevinarstva i okoliša s Massachusetts Institute of Technology (MIT), koji je vodio istraživanje objavljeno u časopisu Science Advances.

“Ovo je važan sljedeći korak u poboljšanju održivosti modernih betona kroz strategiju inspiriranu Rimom. Uspjeli smo prevesti neke značajke u starorimskim žbukama koje se mogu povezati sa samozacjeljivanjem u moderne analoge s velikim uspjehom,” dodao je Masic.

“U suštini to funkcionira ovako: kada beton pukne, voda ili vlaga uđu i pukotina se proširi po cijeloj strukturi. Komadi vapna otapaju se s infiltracijom vode i daju ione kalcija koji rekristaliziraju i popravljaju pukotine. Dodatno, ioni kalcija mogu reagirati s vulkanskim sastojcima kako bi ojačali strukturu”, rekao je Masic.

Panteon, koji datira iz 2. stoljeća nove ere, kružna je betonska građevina obložena opekom, s najvećom i najstarijom kupolom od nearmiranog betona na svijetu. Masivni rimski Kolosej, koji datira iz prvog stoljeća nove ere, također bi bio nemoguć bez betona.

“Rimljani su bili veliki inženjeri. Činjenica da još uvijek možemo prošetati oko mnogih njihovih građevina svjedoči tome. Dovoljno je otići do Panteona i vidjeti red ljudi koji čekaju da pogledaju veličanstvenu kupolu”, rekla je glavna autorica studije Linda Seymour, koji je radila na istraživanju kao doktorandica na MIT-u, a sada je projektni konzultant u inženjerskoj tvrtki SGH.

“Rimljani su bili pametni i prilagodili su svoje materijale na temelju mnoštva čimbenika kao što su lokacija i vrsta strukture”, dodala je.