Zašto je beton drevnih Rimljana mogao da traje godinama?

Ova još uvek funkcionalna čuda se oslanjaju na jedinstveni građevinski materijal: pucolanski beton; spektakularno izdržljiv beton koji je rimskim konstrukcijama dao neverovatnu izdržljivost.

Neobični komadi u betonu

Sve je počelo sa belim komadima kreča koji su se mogli naći u inače dobro izmešanom betonu. U početku se mislilo da je u pitanju loš metod mešanja ili neadekvatni materijali, ali se kasnije otkrilo da to nije slučaj, piše Science Alert.

„Uvek mi je smetala ideja da se prisustvo ovih komada pripisuje lošoj kontroli kvaliteta. Ako su Rimljani uložili toliko truda da naprave čvrst građevinski materijal, pažljivo se pridržavajući metoda koje su usavršavali vekovima, zašto bi mešali loše poboljšao konačni proizvod?“ rekao je Admir Mašić, stručnjak za materijale sa MIT-a.

Mašić i njegove kolege detaljno su analizirali 2.000 godina stare uzorke rimskog betona sa arheološkog nalazišta Privernum u Italiji. Do sada se pretpostavljalo da su Rimljani pri izradi ovog materijala koristili gašeno kreč.

Odnosno, prvo su zagrejali krečnjak na visokim temperaturama da bi dobili visoko reaktivni prah koji se zove živi kreč ili kalcijum oksid, koji nakon mešanja sa vodom postaje gašeni kreč ili kalcijum hidroksid – nešto manje reaktivna smeša.

Nakon toga su stari Rimljani, kako se pretpostavljalo, mešali gašeni kreč sa pucolanom. Ali nakon analize, stručnjaci su ustanovili da ostaci kreča u uzorcima nisu u skladu sa ovom metodom. Umesto toga, verovatno su mešali beton direktno sa pucolanom i vodom na izuzetno visokim temperaturama; postupkom koji se naziva „vruće mešanje“ koji rezultira grudvicama kreča u smeši.

Beton koji se samoizleči

„Prednosti toplog mešanja su dvostruke. Prvo, kada se beton zagreje na visoku temperaturu dolazi do reakcija i jedinjenja kojih nema ako se koristi samo gašeno kreč. Drugo, povišena temperatura značajno smanjuje period očvršćavanja i vezivanja jer sve reakcije su ubrzane“, rekao je Mašić.

Ali postoji još jedna prednost ove metode: čips od kreča daje betonu izvanredne sposobnosti „samoizlečenja“. Naime, kada se u betonu pojave pukotine, one prvenstveno dolaze do onih komada koji imaju veću površinu od ostalih čestica u mešavini.

Kada voda uđe u pukotinu, ona reaguje sa krečom da bi se stvorio rastvor bogat kalcijumom koji se suši i stvrdnjava kao kalcijum karbonat, ponovo zatvarajući pukotinu i sprečavajući dalje širenje. Naučnici su svoje nalaze testirali tako što su pravili pucolanski beton starim i modernim tehnikama, koristeći živi kreč.

Napravili su i kontrolni beton bez živog kreča i ispitali nivo pukotina. Napukli krečni beton je u potpunosti „zacelio“ u roku od dve nedelje, dok je kontrolni beton ostao napukao. Tim sada radi na komercijalizaciji svog ili drevnog betona kao ekološki prihvatljivije alternative onome što je trenutno u upotrebi.

Istraživanje pod nazivom Vruće mešanje: Mehanistički uvid u trajnost drevnog rimskog betona objavljeno je u časopisu Science Advances prenosi Index.hr.