Rimski beton je preživeo milenijume. Nažalost, ne može se isto reći za moderne betonske konstrukcije. Koja je tajna njegove izdržljivosti i dugovečnosti bila je misterija, do nedavno.

Stari Rimljani su bili majstori inženjeringa. Konstruisali su ogromne mreže puteva, akvadukta, mostova i masivnih zgrada, čiji su ostaci preživeli dva milenijuma. Mnoge od ovih građevina izgrađene su od betona. Poput čuvenog rimskog Panteona, koji ima najveću kupolu od neojačanog betona na svetu. Neki drevni rimski akvadukti i dan danas dopremaju vodu u Rim. U međuvremenu, mnoge moderne betonske konstrukcije su se srušile nakon samo nekoliko decenija.

Istraživači su proveli decenije pokušavajući da otkriju tajnu ovog ultraizdržljivog drevnog građevinskog materijala. Naročito u strukturama koje su izdržale posebno teške uslove, kao što su dokovi, kanalizacija i morski zidovi, ili one izgrađene na seizmički aktivnim lokacijama.

Sada je tim istraživača sa MIT-a, Univerziteta Harvard i laboratorija u Italiji i Švajcarskoj postigao napredak u ovoj oblasti. Naučnici su otkrili drevne strategije proizvodnje betona koje su uključivale nekoliko ključnih funkcija samoizlečenja. Nalazi su objavljeni u časopisu Science Advances.

Raniji ključni sastojak-vulkanski pepeo

Dugi niz godina, istraživači su pretpostavljali da je ključ izdržljivosti drevnog betona bio zasnovan na jednom sastojku: pucolanskom pepelu. To je vulkanski pepeo iz oblasti Pocuoli, u Napuljskom zalivu. Ova specifična vrsta pepela je isporučivana širom Rimskog carstva da bi se koristila u građevinarstvu.

• Stari Rimljani su koristili olovo za sve i svašta što je bilo opasno po zdravlje ljudi
• Najduži antički most-Trajanov most kod Kostola na Dunavu
• Arheolozi otkrili tajnu izdržljivosti Velikog kineskog zida, u pitanju je nešto živo

Tadašnje arhitekte i istoričari su je u to vreme opisivali kao ključni sastojak betona. Verovali su da je pucolanski pepeo u kombinaciji sa drugim jedinjenjima sprečavao širenje pukotina. Međutim, nedavna istraživanja su pokazala da je ugradnja krečnjaka omogućila betonu da samostalno popravi pukotine.

Beton ima i sposobnost samoizlečenja

Uz detaljnije ispitivanje, ovi drevni uzorci takođe sadrže male, karakteristične, milimetarske svetle bele mineralne karakteristike, koje su dugo bile prepoznate kao sveprisutna komponenta rimskih betona. Ovi beli komadi, koji se često nazivaju „klasama kreča“, potiču od kreča, još jedne ključne komponente drevne mešavine betona. „Od kada sam prvi put počeo da radim sa drevnim rimskim betonom, uvek sam bio fasciniran ovim karakteristikama“, kaže MIT profesor Admir Mašić. „Ove se ne nalaze u savremenim betonskim formulacijama, pa zašto su onda prisutne u ovim drevnim materijalima?“

Nova studija sugeriše da su ovi sićušni klasovi kreča dali betonu ranije neprepoznatu sposobnost samoizlečenja.

„Ako su Rimljani uložili toliko truda da naprave izvanredan građevinski materijal, prateći sve detaljne recepte koje su optimizovane tokom mnogo vekova, zašto bi uložili tako malo truda da obezbede proizvodnju dobro mešanog finalnog proizvoda? U ovoj priči mora biti više.”

Eksperimentalno dokazali svoje teorije

Proučavajući uzorke ovog drevnog betona, on i njegov tim su utvrdili da su bele inkluzije zaista napravljene od različitih oblika kalcijum karbonata. Spektroskopsko ispitivanje je dalo naznake da su se oni formirali na ekstremnim temperaturama. Kao što bi se očekivalo od egzotermne reakcije proizvedene upotrebom živog kreča umesto, ili kao dodatak, gašenog kreča u smeši. Vruće mešanje, tim je sada zaključio, zapravo je ključ za super izdržljivu prirodu.

Da bi dokazao da je ovo zaista bio mehanizam odgovoran za izdržljivost rimskog betona, tim je proizveo uzorke vruće mešanog betona koji su uključivali i drevne i moderne formulacije, namerno ih napukli, a zatim propuštali vodu kroz pukotine. Naravno, u roku od dve nedelje pukotine su potpuno zarasle i voda više nije mogla da teče. Identičan komad betona napravljen bez živog kreča nikada nije zacelio, a voda je samo nastavila da teče kroz uzorak. Kao rezultat ovih uspešnih testova, tim radi na komercijalizaciji ovog modifikovanog cementnog materijala.