Rimski beton fascinira svijet, a posebno građevinsku struku jer su rimske građevine simbol dugovječnosti i kvalitete. Zahvaljujući rimskom betonu još uvijek se možemo diviti primjerice Hramu svih bogova u Rimu, koji je sagrađen u drugog polovici 1. st. pr. Krista. No teško da će i jedna od suvremenih zgrada poživjeti više stotina godina, a kamoli par tisuća. Unatoč napretku današnje tehnologije naši objekti nemaju osobito dugačak vijek trajanja. Dapače moderne građevine imaju procijenjen vijek na oko 100 godina. To ne znači da će se one odmah srušiti nakon tog vremena već da više neće odgovarati u potpunosti postavljenim sigurnosnim standardima struke.
Neobični komadići vapna
Upravo zbog kvalitete rimskog betona znanstvenici već desetljećima pokušavaju proniknuti u njegovu tajnu. Beton se pravi miješanjem vapnenca, vode, pijeska i šljunka. Rimski je svijet preferirao u izradi betona vulkanski pijesak koji se čak transportirao diljem ogromnog Rimskog Carstva za potrebe gradnje važnih objekata. U pitanju je fini pepeo nazvan i pucolanskim po regiji iz koje je potekao. Dugo se smatralo da je tajna kvalitete rimskog betona sadržana u pijesku, no pokazalo se da tome nije tako. Znanstvenici navode da su sada tek otkrili dobro čuvanu tajnu koja je rimskim građevinama dala toliko važnu izdržljivost i mogućnost gradnje najsloženijih struktura. Međunarodni tim istraživača iz Sjedinjenih Država, Italije i Švicarske bacio se na analiziranje rimskog betona. Oni su pozornost poklonili do sada zanemarenim neobičnim bijelim komadićima kalcija uočenim u rimskom betonu, koji su bili automatski pripisivani lošem procesu pripreme betona.
Tko je Brođanin koji je sudjelovao u eksperimentu?
Jedan od autora studije je i profesor na MIT-ju Admir Mašić, bosansko-hercegovački znanstvenik. Njega je pitanje riskog betona dugo mučilo. Bilo mu je teško za progutati narativ da su komadići kalcija doista bili posljedica aljkavosti Rimljana. Činilo se krajnje nelogičnim da za pripremu nečega tražite najbolje sastojke, a zatim ih bacate bez reda i svrhe. Novo istraživanje je Mašiću pokazalo da je bio i više nego u pravu. Ispostavilo se da su Rimljani koristili umjesto gašenog vapna, ili i uz njega, živo vapno te da je tijekom postupka miješanja dolazilo do kemijske reakcije koja je rezultirala ekstremnim temperaturama i stvaranjem malih komadića vapna bogatih kalcijem, s krhkom strukturom nanočestica. Dobiveni materijal je bio iznimno čvrst i dugotrajan, a uz to je imao sposobnost brzog stvrdnjavanja, što je ubrzavalo proces gradnje.
U čemu je tajna obnavljanja rimskog betona?
Kako bi testirali koliko su ove nove spoznaje točne, napravili su dva uzorka betona; jedan moderan, a drugi rimski u kojem su miješanjem živog vapna s vulkanskim pepelom i vodom na visokim temperaturama dobili dobro poznatu rimsku strukturu betona. Ove su uzorke namjerno oštetili i stavili u vodu. Ispostavilo se da kada nastanu sitne pukotine, ovi komadići (klasti) unutar betona se raspadaju i reagiraju s vodom kako bi popunili pukotine, spriječavajući daljnja oštećenja i produžujući životni vijek betona.
Sada je jasno da modernom betonu nedostaje regenerativna sposobnost zatvaranja pukotina zbog odsutnosti klasta i upotrebe gašenog vapna umjesto živog vapna. Zahvaljujući eksperimentu mi danas možemo povećati trajnost modernog betona, što je impresivno otkriće koje nam može pomoći da gradimo znatno kvalitetnije i dugotrajnije građevine.
Iako bismo možda očekivali da je ovo otkriće dovelo do šire primjene. Naime, tehnika vrućeg miješanja koju su korisitili stari Rimljani razlikuje se od modernih praksi i njezino uvođenje bi, čini se, poskupilo dosadašnje načine gradnje, pa se trenutačno traži riješenje u kojem bi se novina unijela u postojeću praksu proizvodnje betona, kako bi se dobio ekološki prihvatljiviji i dugotrajniji beton.
Piše: Sonja Kirchhoffer
