(VIDEO) Otkriveno kako je čuveni „rimski beton“ preživeo do danas

Stari Rimljani bili su majstori gradnje i inženjerstva, što se možda najjasnije vidi u njihovim akvaduktima, prenosi N1 Zagreb.

Ti i danas funkcionalni građevinski čudotvorci zasnivaju se na jedinstvenom građevinskom materijalu – pucolanskom betonu, izuzetno izdržljivoj smeši koja rimskim građevinama daje neverovatnu čvrstinu.

Čak i danas, jedno od njihovih remek-dela – Panteon u Rimu, koji je gotovo 2.000 godina star i još uvek netaknut – drži rekord za najveću kupolu od nearmiranog betona na svetu.

Ova izvanredna svojstva dugo su se pripisivala sastavu materijala: pucolani, mešavini vulkanskog pepela (nazvanoj po italijanskom gradu Pocuoliju, gde se nalazi veliko nalazište), i kreču. Te dve supstance reaguju s vodom i stvaraju čvrst, dugotrajan beton.

Ali ispostavilo se da to nije cela priča. Godine 2023. međunarodni tim naučnika sa Masačusetskog instituta za tehnologiju (MIT) otkrio je da se ne razlikuju samo sastojci rimskog betona od onoga što se ranije mislilo, već i tehnike njegove pripreme, piše Science Alert.

Od tada, dodatna analiza sirovina i energetskih zahteva drevnog recepta pokazala je kako bi se i savremeni cement mogao poboljšati.

Ključni tragovi: bele grudvice kreča

Naučnici su primetili male bele grudvice kreča u inače savršeno izmešanom betonu. Njihovo prisustvo ranije se pripisivalo lošem mešanju.

Međutim, naučnik za materijale Admir Masić s MIT-a posumnjao je da to ne može biti slučajno:

„Ako su Rimljani uložili toliki trud u izradu izuzetnog građevinskog materijala, prateći detaljne recepte usavršavane vekovima, zašto bi onda zanemarili pravilno mešanje?“

Zajedno s građevinskom inženjerkom Lindom Sejmur, Masić je analizirao 2.000 godina stare uzorke rimskog betona pronađene na arheološkom nalazištu Privernum u Italiji.

Uzorci su ispitani pomoću elektronske mikroskopije, rendgenske spektroskopije i Ramanove analize kako bi se otkrilo više o tim vapnenim grudvicama.

Tajna „vrućeg mešanja“

Tradicionalno se smatralo da su Rimljani koristili gašeni kreč (kalcijum-hidroksid), dobijen tako što se krečnjak najpre zagreje do brzog kreča (kalcijum-oksida), a zatim pomeša s vodom.

Ali analiza MIT-ovog tima pokazala je da vapnene grudvice nisu u skladu s ovom metodom. Umesto toga, Rimljani su najverovatnije mešali brzi kreč direktno s pucolanom i vodom na veoma visokim temperaturama – proces koji su istraživači nazvali „vruće mešanje“ .

Masić objašnjava:

„Prednosti vrućeg mešanja su dvostruke. Prvo, visoka temperatura omogućava hemijske reakcije koje inače ne bi bile moguće s gašenim krečom, stvarajući posebne spojeve velike otpornosti. Drugo, te visoke temperature značajno ubrzavaju očvršćavanje, što omogućava bržu gradnju“, kaže on.

Beton koji se – sam popravlja

Osim otpornosti, „vruće mešanje“ daje betonu i sposobnost samopopravljanja. Kada se pojave pukotine, one obično vode ka vapnenim grudvicama, koje imaju veću površinu od ostalih čestica.

Kada voda uđe u pukotinu, reaguje s krečom i stvara kalcijum-karbonat koji se suši i očvrsne, zapečaćujući pukotinu i sprečavajući njeno širenje.

To je uočeno i u grobnici Cecilije Metele, gde su pukotine u zidovima ispunjene kalcitom. Ista pojava može objasniti zašto rimski betonski lukobrani i danas izdržavaju hiljade godina udara mora.

U eksperimentima s pucolanskim betonom napravljenim po starim i modernim receptima, beton s brzim krečom zatvorio je pukotine u roku od dve nedelje, dok kontrolni uzorak nije pokazao nikakve promene.

Održiva budućnost nadahnuta Rimom

MIT-ov tim sada radi na komercijalizaciji novog betona koji bi mogao biti ekološki prihvatljivija alternativa današnjim cementnim smešama.

„Uzbudljivo je razmišljati o tome kako bi ovi izdržljiviji betoni mogli produžiti vek trajanja građevina, ali i poboljšati otpornost 3D štampanog betona“, rekao je Masić.

U novijem istraživanju iz 2025. godine, inženjeri su uporedili sirovine i energetsku potrošnju rimskog i savremenog betona. Otkrili su da rimski zahteva više vode i početne energije, ali da bi njegova dugotrajnost mogla značajno smanjiti ukupan ekološki otisak tokom vremena.