Cement używany przez starożytnych Rzymian budować drogi, akwedukty, porty czy imponujące budowle, zdecydowanie musi mieć jakiś tajny składnik. W jaki sposób Koloseum, Panteon, akwedukty dotarły prawie nienaruszone do dziś?
Majestatyczne budowle starożytnego Rzymu są świadectwem wysokiego poziomu inżynierii Rzymian, którzy wiedzieli, jak wynaleźć sprawdzony w czasie beton!
Cement romański w wielu przypadkach udowodniono, że trwa dłużej niż jego współczesny odpowiednik które mogą ulec zniszczeniu w ciągu kilkudziesięciu lat. Do takiego wniosku doszły badania przeprowadzone przez Uniwersytet Harvarda, Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Muzeum Archeologiczne w Priverno w prowincji Latina, opublikowane w czasopiśmie postępy w nauce.
Tajemnica cementu
Naukowcy twierdzą, że mają odkrył tajemniczy składnik co pozwoliło Rzymianom uczynić ich materiał budowlany tak trwałym, że pozwalało to na wznoszenie złożonych konstrukcji w trudnych miejscach, takich jak porty, tereny podmokłe i strefy sejsmiczne.
Zespół badawczy, złożony z naukowców ze Stanów Zjednoczonych, Włoch i Szwajcarii, przeanalizował próbki betonu sprzed 2000 lat, pobrane ze ściany na stanowisku archeologicznym privernum (Priverno, w prowincji Latina). Skład pobranych próbek jest podobny do składu innych budowli Cesarstwa Rzymskiego.
Do tej pory uważano, że tajemnica trwałości betonu tkwi wwykorzystanie pucolanu, szczególnego popiołu wulkanicznego, szeroko stosowane w tamtym czasie. Ale rzymski beton zawiera inny ważny składnik, wapno, a raczej fragmenty wapna tzw klastry wapiennemateriał dotychczas niedoceniany, ponieważ uznano go za niskiej jakości.
„Zawsze trudno było mi uwierzyć, że starożytni rzymscy inżynierowie nie wykonali dobrej roboty” – powiedział autor badania Admir Masic, profesor inżynierii lądowej i środowiskowej na MIT w Bostonie. „Ten cement pozwolił Rzymianom zrewolucjonizować architekturę. Studiowanie ich techniki może pomóc nam udoskonalić nowoczesne materiały budowlane” – kontynuował.
Klastry wapienne a trwałość betonu
Zdaniem naukowców powstał prawdopodobnie rzymski beton mieszając wapno palone (chemicznie złożony z tlenku wapnia) bezpośrednio z pucolanem i wodą w ekstremalnie wysokich temperaturachlub jako dodatek do wapna gaszonego (wapno palone zmieszane z wodą).
Technika ma podwójną zaletę, wyjaśnia Masic: „Wysoka temperatura znacznie zmniejsza twardnienie, umożliwiając znacznie szybszą budowę, podczas gdy tworzące się klasty wapienne nadają betonowi znaczną zdolność do „samoleczenia” (zdjęcie poniżej).
To znaczy, gdy woda dostaje się do pęknięcia (zdjęcie powyżej), reaguje z wapnem, tworząc bogaty w wapń roztwór, który twardnieje jako węglan wapnia, ponownie wiążąc pęknięcie i zapobiegając jego dalszemu rozprzestrzenianiu się. Pęknięcie prawie „naprawia się samo”
To również wyjaśnia, dlaczego rzymski beton przetrwał nienaruszony przez tysiąclecia..