Dlaczego liczący 2000 lat beton rzymski jest trwalszy od dzisiejszego?

Pobieranie próbek z betonowej struktury zbudowanej za czasów Cesarstwa Rzymskiego Fot. J.P. Oleson

Od dwóch tysięcy lat tkwią w słonej wodzie i, choć stale uderzane są przez fale, nadal nieźle się trzymają. Betonowe konstrukcje zbudowane w czasach Cesarstwa Rzymskiego mogłyby zawstydzić dzisiejszych budowniczych – okazało się, że z czasem stają się… coraz mocniejsze.

Oczywiście zamiast z podziwem cmokać i kręcić głową na upadkiem budownictwa lepiej ustalić, o co tu chodzi. Tak też zrobili badacze z University of Utah, którzy pobrali próbki z rzymskich konstrukcji rozmieszczonych wzdłuż włoskiego wybrzeża. Starożytny beton poddali serii badań przy pomocy m.in. spektroskopii ramanowskiej i dyfrakcji rentgenowskiej. Pozwoliło to na określenie tego, z jakich minerałów składał się ówczesny beton.

Okazało się, że kluczowym składnikiem był tu popiół wulkaniczny, którego powszechnie używano w Cesarstwie Rzymskim. Mieszano go z wapnem oraz wodą morską (obecnie nie używa się jej do produkcji betonu). Skał wulkanicznych używano również jako kruszywa dodawanego to tak powstałej zaprawy. Woda morska, której działaniu poddawane są betonowe konstrukcje przesącza się przez porowatą strukturę i stopniowo rozpuszcza składniki popiołu wulkanicznego. Powstaje silnie zasadowy roztwór, z którego zaczynają się wytrącać nowe, nieobecne wcześniej kryształy o płytkowatych kształtach. Przerastają one stopniowo beton wzmacniając jego strukturę.

Mikroskopowy obraz struktury rzymskiego betonu – widoczne płaskie kryształy wzmacniające jego strukturę. Fot. Credit: Marie Jackson

Normalnie taki proces erozji zniszczyłby materiał, ale w tym wyjątkowym przypadku nadał mu odporność, jakiej nie ma współczesny beton. Oryginalna receptura stosowana przez Rzymian nie przetrwała do naszych czasów, jednak prowadzone są eksperymenty mające na celu odtworzenie składu tamtej mieszaniny. Obecnie stosuje się m.in. pucolany – drobnoziarnistą krzemionkę, którą wzmacnia się beton wykorzystywany do budowania falochronów czy mól [ale dziwne słowo].

Jak Rzymianie wpadli na swoją recepturę betonu? Badacze podejrzewają, że inspiracją mogły być obserwacje tego, jak zmieniają się naturalne skały wulkaniczne, które narażone są na długie oddziaływanie wody morskiej.

źródło

Nie jesteśmy portalem. To blog tworzony przez dwie osoby – Olę i Piotra. Jeśli nasz tekst Ci się spodobał, do czegoś się przydał lub coś wyjaśnił – to świetnie. Wkładamy w nasze materiały dużo pracy starając się, by były rzetelne i jasne. Jeśli chcesz, możesz w zamian podarować nam wirtualną kawę. Będzie nam bardzo miło. Dziękujemy 🙂