Secretul cimentului folosit de romani a fost aflat: de ce rezistă construcțiile de aproape 2.000 de ani

Civilizația romană și imperiul ce a stăpânit o bună parte din lumea europeană și mediteraneeană au lăsat urme adânci în istoria omenirii. Dar una dintre amprentele concrete ce pot fi văzute și astăzi sunt anumite construcții din beton, ce au rezistat mileniilor, precum apeductele și, mai ales, Panteonul din Roma. Oamenii de știință au aflat care este misterul producerii acelui beton ce a făcut ca acele construcții să rămână mai rezistente decât unele moderne.

Secretul cimentului folosit de romani a fost aflat

Chiar și după aproape 2.000 de ani, Panteonul din Roma – cel mai bun exemplu în acest sens –  este o clădire funcțională putând fi vizitat de turiști.

Construit inițial ca templu pentru zeii păgâni romani, în anul 27 d. Hr, el fost distrus de incendii și reconstruit de două ori, ultima oară în jurul anului 125 d.Hr, de împăratul Hadrianus.

Ulterior, Panteonul a fost transformat în biserică creștină din anul 609 d.Hr. Deține și astăzi recordul pentru cea mai mare cupolă din beton nearmat din lume, cu un diametru interior de 43 de metri.

Cercetătorii au descoperit, de-a lungul timpului, că unul dintre secretele rezistenței incredibile a betonului făcut de romani era folosirea unui material neobișnuit, pozzolana, o cenușă vulcanică numită după orașul italian Pozzuoli, unde a fost descoperit un depozit uriaș de astfel de cenușă. Aceasta, în amestec cu calcarul și apa făcea ca betonul să fie deosebit de rezistent.

Dar o echipă internațională de cercetători americani și europeni condusă de Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) consideră că au descoperit și un alt element major al „poveștii” betonului roman.

Ei au ajuns la concluzia că nu doar materialele erau ușor diferite față de ceea ce se credea înainte, dar și tehnica de amestecare a acestora era una aparte.

De ce rezistă construcțiile de aproape 2.000 de ani

Mai precis, de această dată, oamenii de ştiinţă şi-au concentrat atenţia asupra prezenţei unui alt element caracteristic: mici fragmente de un alb strălucitor, provenite din var, un alt ingredient folosit la obţinerea betonului.

„De când am început să studiez betonul roman, am fost mereu fascinat de prezenţa acelor fragmente. Ele nu sunt prezente în betonul modern, atunci de ce apar în cel din Antichitate?, a transmis, într-un comunicat, Admir Masic, coautor al acestui studiu publicat în revista Science Advances şi profesor la prestigiosul Massachusetts Institute of Technology (MIT), conform sciencealert.com.

Experţii credeau până acum că aceste fragmente minuscule rezultau din amestecarea deficitară a mixturii folosite la obţinerea betonului sau din materii prime de slabă calitate.

Dar, examinând cu ajutorul unor tehnici de imagistică foarte avansate, betonul dintr-un zid din oraşul antic Privernum, din Italia, oamenii de ştiinţă au descoperit că acele mici fragmente albe erau de fapt carbonat de calciu, format la temperaturi foarte înalte.

„Dacă romanii au depus atâta efort pentru a face acest material remarcabil respectând toate rețetele care, cu siguranță au fost perfecționate de-a lungul secolelor, de ce s-au preocupat atât de puțin pentru a asigura producția produsului final? Trebuia să mai fie vorba de ceva în această privință”, a mai spus Masic.

Una dintre probleme era ce fel de calcar a fost folosit. Înțelegerea comună a betonului pozzolanic era că foloseau var nestins. Mai întâi, calcarul era încălzit la o temperatura mare pentru a produce un praf foarte reactiv ți caustic, numit var nestins sau oxid de calciu.

Amestecând acest var cu apa rezulta varul stins sau hidroxidul de calciu: mai puțin reactiv și caustic. Conform acestei teorii, varul stins era cel pe care vechii romani îl amestecau cu pozzolana, cenușa vulcanică.

În urma analizelor făcute de echipa de cercetători, se pare că romanii nu foloseau această metodă. Mai degrabă, au apus oamenii de știință, ei obțineau cimentul amestecând doar varul nestins direct cu cenușa vulcanică și apa la temperaturi extrem de mari sau adăugând și var stins, într-un proces pe care cercetătorii l-au numit „amestec la cald”.

Într-adevăr, atunci când apar fisuri, apa de ploaie care intră în contact cu betonul produce o soluţie saturată de calciu, care se recristalizează apoi în carbonat de calciu, permiţând astfel acoperirea fisurilor.

Pentru a verifica noua ipoteză, echipa de cercetători a realizat eşantioane de beton folosind acelaşi procedeu, pe care le-au fisurat apoi intenţionat şi peste care au vărsat apă. Rezultatul: după două săptămâni, betonul era complet reparat. Un alt eşantion, produs fără var stins, a rămas fisurat.

Pe viitor, oamenii de ştiinţă vor să încerce să comercializeze acest tip de beton cu compoziţie modificată, ce ar putea fi folosit inclusiv la imprimantele 3D.