Naukowcy wyjaśniają zagadkę trwałości starożytnego rzymskiego betonu

Na terenie Toskanii w środkowej części Włoch grupa amerykańskich naukowców bada pozostałości po starożytnym pirsie, który był częścią rzymskiego portu Cosa (Portus Cosanus). Celem prowadzonych badań jest ustalenie składu chemicznego surowców użytych do budowy pirsu oraz odtworzenie technologii w jakiej wykonany został ten starożytny obiekt morski.

Około 79 r. n. e. historyk i pisarz rzymski – Pliniusz Starszy pisał w swojej „Historii naturalnej”, że „betonowe budowle w porcie, narażone na ciągłe ataki fal morskich, stają się jednolitą kamienną masą, odporną na działanie fal i z każdym dniem mocniejszą”. Okazuje się, że nie było w tych słowach zbyt wiele przesady. Współczesne budowle morskie ulegają procesom erozji w ciągu zaledwie kilku dekad, tymczasem pochodzące sprzed 2000 lat temu rzymskie pirsy i falochrony przetrwały w dobrym stanie do dnia dzisiejszego i są trwalsze niż wtedy, kiedy je zbudowano. Według naukowców tajemnica sukcesu dłuższej trwałości rzymskich budowli portowych tkwi przede wszystkim w rodzaju surowców użytych przez starożytnych Rzymian do ich budowy. Jak ustalono do budowy badanego pirsu użyto betonu wytworzonego z wapna, popiołu wulkanicznego oraz kruszywa skalnego. Naukowcy odkryli, że zawarte w tym betonie składniki pochodzenia wulkanicznego wchodzą w reakcję z wodą morską, co w konsekwencji przyczynia się do wzmocnienia konstrukcji budowli. Uważa się, że odkrycie to może doprowadzić do wytwarzania w przyszłości materiałów budowlanych bardziej przyjaznych dla środowiska.  W przeciwieństwie do współczesnej mieszanki betonowej, ulegającej szybkiemu zniszczeniu, rzymska mieszanina już od dłuższego czasu intryguje naukowców, ponieważ zamiast erozji wskutek reakcji z wodą morską, materiał ten stał się jeszcze bardziej odporniejszy na działanie fal morskich. Analiza próbek pozyskanych z badanego pirsu wykazała również, że beton użyty do jego budowli zawiera rzadki minerał zwany tobermorytem aluminium. Substancja ta uległa krystalizacji w wapnie w wyniku wytwarzania ciepła przez rzymską mieszankę, po wystawieniu jej na działanie wody morskiej. Długotrwała ekspozycja na wodę morską pozwalała tym kryształom rosnąć, wzmacniając strukturę betonu i zapobiegając powstawaniu pęknięć. Czego nie da się niestety powiedzieć o współczesnym betonie, wytwarzanym na bazie cementu portlandzkiego. Według naukowców starożytni Rzymianie stworzyli beton twardy jak skała, który rozwija się w otwartej wymianie z wodą morską. Jest to bardzo rzadko występujące zjawisko ziemskie. Starożytna rzymska mieszanka betonowa różni się znacząco od współczesnych materiałów budowlanych. Nowoczesne budynki mieszkalne budowane są z betonu produkowanego na bazie cementu portlandzkiego. Proces jego powstawania jest szkodliwy dla środowiska naturalnego (odpowiada za około 5% globalnej emisji CO₂). Czy lepsze poznanie właściwości rzymskiego betonu doprowadzi w przyszłości do produkcji bardziej ekologicznych materiałów budowlanych ? Niewykluczone. Pierwsze próby zostały już podjęte – na zachodzie Stanów Zjednoczonych testowane są pierwsze materiały budowlane, które wyprodukowane zostały przy użyciu składników zawartych w starożytnym rzymskim betonie. Główną zaletą technologii produkcji betonu wymyślonej przez starożytnych Rzymian jest przede wszystkim to, że budowali oni bardzo masywne konstrukcje, które są naprawdę zrównoważone pod względem środowiskowym i bardzo długotrwałe.

Fot.: Wikimedia Commons

Zenon Purta

Leave a Comment

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

*