Bijele mrlje u rimskom betonu dvije hiljade godina smatrane su greškom, a one zapravo popravljaju pukotine

Rimljani nisu izmislili beton, ali su ga prvi koristili u velikom obimu.

Do 200. godine prije nove ere gradili su njime većinu svojih objekata. Kupatila, akvadukti, lukobrani i kupole i danas stoje.

Panteon u Rimu je i dalje najveća kupola od nearmiranog betona na svijetu, a stoji od drugog vijeka.

Zašto naš beton puca, a njihov ne

Razlika počinje u sastavu.

Savremeni beton pravi se od portland cementa, mješavine krečnjaka, gline, pijeska i drugih sastojaka, koja se melje i peče na visokoj temperaturi. On je jak, ali kad jednom pukne, pukotina se samo širi. Voda ulazi, zimi se ledi, i beton se raspada.

Rimljani su umjesto toga koristili vulkanski pepeo, poznat kao pucolan, po mjestu Pozzuoli kod Vezuva. Taj pepeo pomiješan s krečom i vodom stvara vezivo drugačije strukture, koje bolje podnosi pomjeranje i pucanje.

To se znalo odavno. Ono što se nije znalo je čemu služe bijele grudvice.

Detalj koji je jednom hemičaru smetao

U rimskom betonu vide se sitne bijele mrlje veličine nekoliko milimetara.

Generacije naučnika objašnjavale su ih jednostavno: Rimljani nisu dobro promiješali smjesu, ili su koristili nekvalitetnu sirovinu.

Admiru Masicu, hemičaru s Instituta MIT, to objašnjenje nikada nije sjelo. Postavio je pitanje koje zvuči očigledno kada se izgovori: ako su Rimljani stoljećima usavršavali recepturu za materijal koji im je bio najvažniji, zašto bi baš na miješanju bili nemarni.

Njegov tim uzeo je uzorke sa zida antičkog grada Privernuma kod Rima, starog dvije hiljade godina, i pogledao ih pod mikroskopom i rendgenom.

Vruća smjesa umjesto hladne

Oblik i kristalna struktura tih grudvica pokazali su da su nastale na visokoj temperaturi.

To je otkrilo kako su Rimljani zapravo radili.

Danas se kreč prvo gasi vodom, pa se tek onda miješa. Rimljani su, barem za noseće zidove, koristili negašeni kreč i dodavali ga direktno u smjesu.

Negašeni kreč u dodiru s vodom razvija snažnu toplinu. U toj smjesi temperatura je mjestimično prelazila 200 stepeni. To je omogućavalo hemijske reakcije koje s gašenim krečom nisu moguće, a uz to je znatno ubrzavalo vezivanje, pa se gradilo brže.

Kao ostatak tog postupka u betonu su ostajale te bijele grudvice.

Voda koja ulazi u pukotinu, a beton je zatvori

Ovdje je mehanizam koji sve objašnjava.

Te grudvice su krte i pune sitnih šupljina. Kada u betonu nastane pukotina, ona prolazi kroz njih i lomi ih.

Kada zatim kroz pukotinu prođe voda, ona iz razlomljene grudvice izvuče kalcij i napravi zasićenu otopinu. Ta otopina teče kroz pukotinu i u njoj se ponovo kristalizuje, pa pukotinu zatvori.

Drugim riječima, voda koja inače uništava beton u ovom slučaju pokreće popravku.

Tim je to i provjerio. Napravili su dvije vrste uzoraka, jedne po rimskoj recepturi s grudvicama i druge bez njih. Namjerno su ih raspukli i kroz pukotine puštali vodu trideset dana. Kod rimskih uzoraka voda je nakon dvije sedmice prestala prolaziti, jer se pukotina zatvorila. Kod običnih je tekla i dalje.

Zatvarale su se pukotine široke do pola milimetra.

Zašto to nije samo zanimljivost

Proizvodnja cementa danas učestvuje u oko osam posto svjetske emisije ugljendioksida.

Beton koji traje dvostruko duže znači upola manje proizvodnje za isti posao.

Zato se ova receptura ne proučava iz radoznalosti nego zbog primjene. Postoje već pokušaji da se rimski postupak ugradi u savremenu proizvodnju.

Vrijedi dodati i jednu poštenu ogradu. Rimski beton nije jači od našeg, nego trajniji. Za mostove i visoke zgrade i dalje je potreban armirani beton, koji Rimljani nisu imali. Ali za sve što treba da stoji dugo i mirno, njihov je bolji, i to su znali prije dvije hiljade godina.