Oamenii de știință au descoperit
ingredientul care permite betonului roman să se „autovindece“, făcându-l mai rezistent
decât echivalentul său modern.
Panteonul din Roma are cea mai mare cupolă din beton nearmat și este încă intactă FOTO Shutterstock
Oamenii de știință au
petrecut zeci de ani încercând să descopere secretul materialului ultra-durabil
din contrucțiile romane care au rezistat unor condiții dure: apeducte, poduri,
temple, drumuri, docuri, diguri.
Cercetătorii de la Massachusetts
Institute of Technology au „dezgropat“ secretul durabilității betonului roman,
din structuri care au rezistat aproape intacte peste 2.000 de ani, potrivit
Study Finds.
Vechii romani au fost ași
ai ingineriei, construind o rețea uriașă de drumuri, apeducte, porturi și
temple, iar multe dintre ele sunt în picioare chiar și în ziua de azi. Multe dintre aceste
structuri au fost construite cu beton, inclusiv Panteonul din Roma, care are
cea mai mare cupolă din beton nearmat din lume și care este încă intactă, deși construcția a fost ridicată în jurul anului 126 d.Hr.
Ce conține betonul
roman
Ani de zile,
cercetătorii au crezut că secretul rezistenței betonului antic au fost lianții
puzzolanici (precum cenușa vulcanică din zona Pozzuoli, Napoli). Aceștia au
valoare cimentară mică, dar sub formă fin divizată și în prezența apei vor forma
compuși care posedă proprietăți de ciment.
Istoricii spun că acest
tip de cenușă a fost trimis în tot Imperiul Roman pentru a fi folosit în construcții,
fiind descris ca un ingredient-cheie pentru beton, la acea vreme. După o
examinare mai atentă, s-a observat că eșantioanele de beton antic conțin
și conglomerate dintr-un mineral alb. Acesta nu era altceva decât var, un alt
ingredient-cheie din betonul antic.
Deși studiile
anterioare au ignorat această componență, considerând-o un semn de neglijență în procesul de
fabricare/amestecare a betonului, noul studiu realizat de Massachusetts
Institute of Technology (MIT) arată că micile conglomerate de var au dat
betonului capacitatea sa de „autovindecare“.
„Ideea că prezența
acestor fragmente de var a fost atribuită uneii calități scăzute m-a deranjat
întotdeauna. Dacă romanii depuneau atât de mult efort pentru a realiza un
material de construcție remarcabil, urmând rețetele care au fost optimizate
de-a lungul multor secole, de ce ar fi depus atât de puțin efort pentru a
asigura producerea unui produs final bine amestecat?“, a spus Admir Masic, profesor
de inginerie civilă la MIT și autorul studiului.
Oamenii de știință au
presupus că, atunci când romanii au adăugat var în beton, l-au combinat mai
întâi cu apă, obținând astfel o pastă cunoscută sub numele de var stins.
Totuși, profesorul
Masic spune că acest proces în sine nu a putut justifica prezența conglomeratelor
de var. Autorul studiului s-a întrebat dacă nu cumva romanii au folosit varul
direct în forma sa mai reactivă, cunoscută sub numele de var nestins. Varul
nestins conține argilă, având proprietăți similare cu cimentul, fiind astfel
adecvat pentru tencuieli sau amorse.
Studiind mostre din
betonul antic, cercetătorii MIT au stabilit că conglomeratele conțineau diferite
forme de carbonat de calciu. Analize ulterioare au oferit indicii că s-au format la temperaturi extreme. Acesta ar fi rezultatul așteptat al unei reacții
exoterme (reacții chimice care au loc cu degajare de căldură – n.r.) produse
prin utilizarea varului nestins în locul varului stins, în amestecul de beton. Echipa
de cercetători consideră acum că „amestecarea la cald“ a fost cheia rezistenței
betonului roman.
Metodele antice le-au
depășit pe cele moderne
În timpul procesului de
amestecare la cald, conglomeratele de var dezvoltă o structură caracteristică, creând
astfel o sursă de calciu reactiv. De îndată ce în beton încep să se formeze
mici fisuri mici ele se răspândesc cu precădere prin conglomeratele de var. Profesorul
Masic a explicat că materialul poate reacționa cu apa, creând o soluție
saturată de calciu, care apoi se recristalizează sub formă de carbonat de
calciu și umple rapid fisura sau reacționează cu lianții puzzolanici pentru a întări și mai mult betonul.
Cercetătorii au
observat că aceste reacții au loc spontan și, prin urmare, vindecă automat
fisurile din beton înainte ca acestea să se răspândească. Echipa a produs mostre
de beton amestecat la cald, apoi le-au spart și au lăsat apa să curgă prin
crăpături.
În două săptămâni,
fisurile s-au „vindecat“ complet. O bucată de beton făcută fără var nestins nu
s-a „vindecat“, iar apa a continuat să curgă prin fisuri. Ca rezultat
al testelor de succes, echipa de cercetători lucrează pentru a aduce pe piață
acest tip de material de construcții.
Masic speră că
descoperirile echipei de la MIT, publicate în revista Science Advances, ar
putea ajuta la reducerea impactului asupra mediului. Producția de ciment reprezintă
aproximativ 8% din emisiile globale de gaze cu efect de seră.