S-a aflat de ce betonul roman rezistă de mii de ani. Secretul durabilității, dezvăluit
Vechii romani sunt renumiți pentru măiestria lor în construcție și inginerie, apeductele fiind una dintre cele mai impresionante realizări ale lor. Printre numeroasele lor realizări, utilizarea betonului puzolanic în construcția de structuri durabile a lăsat o amprentă de neșters asupra istoriei arhitecturii. Panteonul, o minune veche de aproape 2.000 de ani, se mândrește cu cea mai mare cupolă din beton nearmat din lume, prezentând puterea incredibilă a construcției romane. Află care este secretul pentru care betonul roman rezistă mii de ani.
În mod tradițional, durabilitatea betonului roman a fost atribuită unui amestec de puzolană – cenușă vulcanică din Pozzuoli – și var. Atunci când sunt combinate cu apă, aceste ingrediente reacționează pentru a forma un beton robust. Cu toate acestea, cercetări recente efectuate în 2023 de o echipă internațională condusă de Massachusetts Institute of Technology (MIT) au descoperit detalii surprinzătoare despre compoziția și tehnicile de fabricație a betonului roman.
Ancheta, condusă de inginerul civil al MIT Linda Seymour și de cercetătorul de materiale Admir Masic, s-a concentrat pe mostre vechi de 2.000 de ani din situl arheologic Privernum din Italia. Prin tehnici avansate, cum ar fi microscopia electronică cu scanare pe suprafețe mari și spectroscopia cu raze X cu dispersie de energie, echipa a descoperit mici claste de var alb în beton, provocând ipotezele anterioare despre amestecarea slabă sau calitatea materialului.
Masic a pus la îndoială noțiunea predominantă conform căreia clastele de var ar indica un control de calitate scăzută, afirmând: „Dacă romanii au depus atât de mult efort pentru a face un material de construcție remarcabil, de ce ar depune atât de puțin efort pentru a asigura producerea unui produs final bine amestecat? Trebuie să fie mai mult în această poveste.” Cercetătorii au propus o nouă teorie – betonul roman a fost probabil făcut printr-un proces numit „amestecare la cald”, care implică amestecul direct de var nestins, puzolană și apă la temperaturi extrem de ridicate.
Vezi și: Invenții romane istorice care au modelat lumea modernă
Compoziția pentru betonul roman capabil să reziste mii de ani
Înțelegerea convențională a implicat var stins, produs prin încălzirea calcarului pentru a crea var neted și apoi amestecarea acestuia cu apă. Cu toate acestea, analiza echipei a relevat claste de var incompatibile cu această metodă. Procesul de amestecare la cald, în care varul nestins este combinat direct cu puzolana și apă la temperaturi ridicate, dă beneficii unice. Permite formarea de compuși asociați la temperaturi înalte, care nu pot fi realizați numai cu var stins. În plus, temperatura crescută accelerează timpii de întărire și priză, facilitând construcția mai rapidă.
În mod remarcabil, clastele de var contribuie la abilitățile de autovindecare ale betonului. Când se formează fisuri, acestea se deplasează de preferință către clastele de var, care au o suprafață mai mare. Apa care intră în fisură reacționează cu varul pentru a crea o soluție bogată în calciu care se solidifică în carbonat de calciu, etanșând eficient fisura și prevenind deteriorarea ulterioară. Acest fenomen de auto-vindecare a fost observat în betonul de la Mormântul Caeciliei Metella, oferind o perspectivă asupra motivului pentru care dicurile romane, expuse forțelor oceanice constante de peste două milenii, au rezistat.
Pentru a-și valida descoperirile, echipa a replicat rețete vechi și moderne de beton puzolanic folosind var nestins și a efectuat teste de fisurare. Betonul de var nestins crăpat s-a vindecat complet în două săptămâni, în timp ce betonul de control a rămas deteriorat. Încurajați de aceste rezultate, cercetătorii explorează comercializarea formulării lor de beton ecologice ca o alternativă potențială la betoanele actuale.
În cuvintele lui Admir Masic, „Este interesant să ne gândim la modul în care aceste formulări de beton mai durabile ar putea extinde nu numai durata de viață a acestor materiale, ci și cum ar putea îmbunătăți durabilitatea formulărilor de beton imprimate 3D”. Studiul nu numai că dezvăluie secretele din spatele longevității betonului roman, dar deschide și uși către practicile de construcție inovatoare și durabile în epoca modernă, arată Science Alert.