U Starom Rimu pravljen beton izdržljiviji od današnjeg! Konačno rešena zagonetka i otkriveno zašto je tako

Foto: Filip Plavčić

Stari Rimljani bili su pravi majstori inženjerskog zanata – sagradili su ogromnu mrežu puteva, vodovoda, luka i velikih zgrada koji opstaju već dva milenijuma. Mnoge od ovih struktura sagrađene su od betona: čuveni Panteon u Rimu, koji je sagrađen 128. godine, a i danas ima najveću kupolu od nearmiranog betona na svetu, gotovo je netaknut, a neki akvadukti još dopremaju vodu u Rimu. Istovremeno, mnoge moderne betonske strukture urušavaju se posle samo nekoliko decenija.

Istraživači decenijama pokušavaju da otkriju tajnu ovog superizdržljivog materijala iz antičkog doba, posebno u strukturama koje su izdržale veoma teške ulove, poput dokova, kanalizacije i zaštitnih zidova kraj mora.

Preporučujemo

Tim istraživača sa Instituta tehnologije Masačusetsa (MIT), Harvarda i laboratorija u Italiji i Švajcarskoj napravio je uspeh na tom polju. Otkrili su da su antički graditelji imali neke strategije proizvodnje betona koje su mu omogućile da se sam „oporavlja“, saopštio je MIT. Autori studije objavljene u žurnalu Science Advances su profesor MIT Admir Mašić, doktorand Linda Sejmur i četvoro drugih.

Istraživači su godinama pretpostavljali da je izdržljivost antičkog betona zasnovana na jednom sastojku – vulkanskom pepelu iz Pocuolija, grada iz Napuljskog zaliva. Ovaj specifični pepeo je čak razvožen po celom Rimskom carstvu kako bi se koristio u izgradnji i u beleškama tadašnji arhitekata i istoričara smatran je ključnim sastojkom.

Detaljno ispitivanje antičkih uzoraka pokazalo je da u njima postoje mali, prepoznatljivi svetlobeli mineralni oblici, koji su dugo prepoznavani kao sveprisutna komponenta rimskog betona. Ovi beli komadi, često nazivani krečnim kamenčićima, jesu od kreča, jedne od ključnih kompomenti.

- Otkako sam počeo da radim sa antičkim rimskim betonom, fascinirala me je ova karakteristika. Oni ne postoje u modernom betonu, pa me je zanimalo zašto su prisutni u antičkom – rekao je Mašić, navodi se u saopštenju.

Ranije smatran samo greškom, posledicom lenjosti ili rezultatom lošeg sirovog materijala, naučnici sada smatraju da su ovi krečni kamenčići razlog što beton ima mogućnost „oporavka“.

- Ideja da je reč o lošem kvalitetu mi je uvek smetala. Ako su se Rimljani toliko trudili da naprave izvanredan građevinski materijal, pratili sve detaljne recepte koji unapređivani tokom vekova, zašto bi se tako malo trudili da naprave konačni proizvod? Znao sam da mora da postoji nešto više u ovoj priči - rekao je Mašić.

U istoriji su mnogi mislili da su Rimljani koristili gašeni kreč za pravljenje betona. Ali taj proces ne bi opravdao postojanje krečnih kamenčića. Mašić je pomislio da je moguće da su Rimljan iu stvari koristili živi kreč.

Proučavanjem betona, on i njegov tim shvatili su da su ti beli oblici zaista napravljeni od različitih formi kacijum-karbonata. Spektroskopsko ispitivanje dalo je dokaze da su oni formirani na ekstremnim temperaturama, što se i očekuje kada se proizvede egzotermička reakcija korišćenjem živog kreča umesto ili u kombinaciji sa gašenim krečom. Vrelo mešanje je, zaključio je tim, stvarni ključ superizdržljivosti. Tokom vrelog mešanja krečni kamenčići razvijaju karakterističnu krhku strukturu nanočestica, koje se lako lome i reaguju sa izvorom kalcijuma, što je verovatni razlog što se taj beton sam „oporavlja“. Kada se tome doda voda, stvara se rastvor zasićen kalcijumom, koji onda može da rekristalizuje kalcijum-karbonat i brzo popuni pukotine, a reakcija sa vulkanskim pepelom dodatno ojačava materijal. Ove reakcije se dešavaju spontano i automatski „leče“ pukotine pre nego što se rašire.

(Telegraf Nauka/MIT News)