Jak to możliwe, że obiekty wzniesione przez Rzymian przed tysiącami lat wciąż stoją i nie poddają się upływowi czasu w takim stopniu, jak niektóre późniejsze budowle?
Słynny rzymski Panteon ma rozległą niezbrojoną kopułę wykonaną z betonu, oddaną do użytku około 125 r. n.e. Niektóre starożytne betonowe akwedukty nadal dostarczają wodę do Rzymu. W II wieku n.e. Rzym, który miał około miliona mieszkańców, był zaopatrywany przez 11 akweduktów liczących łącznie 420 km, z czego tylko 47 km przebiegało nad powierzchnią ziemi.
Fot. 1. Rzymski beton zastosowano przy budowie Koloseum w Rzymie. Budowlę otwarto w 80 r. n.e. Fot. stock.adobe.com/lucky-photo
Naukowcy od dziesięcioleci próbowali odkryć tajemnicę ultrawytrzymałego rzymskiego materiału budowlanego, szczególnie w przypadku konstrukcji, które przetrwały wyjątkowo trudne warunki, np. kanały ściekowe, falochrony, budowle w miejscach aktywnych sejsmicznie.
Zdaniem badaczy z Massachusetts Institute of Technology, Uniwersytetu Harvarda oraz włoskich i szwajcarskich laboratoriów sekret trwałości i długowieczności rzymskich budowli tkwi w recepturze betonu. Wielokrotnie wykonywano doświadczenia, żeby odtworzyć materiał o podobnych właściwościach. Uważano, że kluczowym składnikiem betonu, który przesądzał o jego godnej podziwu trwałości, jest pył wulkaniczny. Być może nieprzypadkowo ten składnik transportowano do odległych zakątków imperium rzymskiego na zamówienie budowniczych. Ta teoria nie znalazła potwierdzenia w badaniach. Pył wulkaniczny nie wpływał na trwałość budowli.
Fot. 2. Panteon jest jedną z najlepiej zachowanych budowli z czasów starożytnego Rzymu. Do jego budowy również wykorzystano rzymski beton. Fot. stock.adobe.com/Kamil_k2p
Okazało się, że tym najważniejszym składnikiem są małe, białe elementy – nazywane klastrami wapiennymi. Wcześniej uznawano, że pozostały one w betonie, ponieważ źle go zmieszano. Najprawdopodobniej Rzymianie używali palonego wapna, a proces mieszania odbywał się na gorąco. Dzięki temu klastry wapienne tworzyły strukturę cząsteczkową, która odpowiadała za swoistą samonaprawialność betonu. Ilekroć bowiem pojawiały się w nim pęknięcia, przecinały one również inkluzje wapienne. Kiedy dostawała się tam woda, powstawał nasycony wapnem roztwór, który po krystalizacji wypełniał nieszczelność. Tak utworzony materiał był dodatkowym wzmocnieniem całej ściany. Naukowcy potwierdzili tę reakcję, uszkadzając próbki współczesnego betonu oraz materiału wykonanego zgodnie z rzymską recepturą. Po kontakcie z wodą reagował w opisany wyżej sposób tylko beton zrobiony według starożytnej receptury. Proces samonaprawy zajmował około 14 dni.
Źródło: Massachusetts Institute of Technology
Opracowała Joanna Karwat
Polecamy:
>>> Rejestr i ewidencja zabytków a roboty budowlane
>>> Wykorzystanie termowizji w obiektach zabytkowych
>>> Zabytki nieruchome – zasady prowadzenia robót budowlanych
>>> Budowle Inków – ciekawostki i tajemnice
Sprawdź: Materiały konstrukcyjne i komponenty >>>
