Bárki, aki ellátogatott Rómába vagy más olyan városba, ahol régi római építmények magasodnak, valószínűleg elcsodálkozott az ókori rómaiak találékonyságán. A zseniális mérnökök egyik legeredményesebb alkotása az opus caementicium volt, amelyet manapság római betonnak hívnak. Mindössze pár évvel ezelőttig a szakértők úgy hitték, hogy az anyag receptje örökre elveszett az idők során.

2017-ben azonban a kutatók megfejtették a titkot. Manapság a modern mérnökök még mindig tanulnak ezekből a módszerekből, amelyek több mint 2000 évesek.

A római építészeti forradalom, más néven a beton forradalom az időszámításunk előtt 509-ben alapított Római Köztársasággal kezdődött, és időszámításunk előtt 27-ben élte virágkorát a Római Birodalom megjelenésével.

Ekkortájt kedték az ókori rómaiak elfogadni és alkalmazni az építészeti formák széles skáláját, mint például a boltíveket, hidakat, vízvezetékeket, kupolákat és boltozatokat. Ezek felépítéséhez hihetetlenül erős anyagokra volt szükség.

Nagy találékonyságra volt szükség az olyan szerkezetek megtervezéséhez, mint például a Pantheon kupola Rómában (épült kb. i.sz. 113-ban). Az egykori római templom katolikus templommá vált, amely a világ minden tájáról vonzza a turistákat. Ma, majdnem 2000 évvel az építkezés után továbbra is a világ legnagyobb erősítés nélkül megépített kupolája.

Ahhoz, hogy ezen építményeket létre lehessen hozni, elengedhetetlen volt egy speciális anyag, a római beton kifejlesztése. Noha az anyagról szóló történelmi dokumentumok ritkák, tudjuk, hogy körülbelül időszámításunk előtt 150-től kezdve határozottan széles körben alkalmazták. Egyes tudósok szerint nagyjából egy évszázaddal ezt megelőzően fejlesztették ki.

Ahogyan a 2017. évi, a római betont elemző tanulmány szerzői rámutattak, a rómaiak “óriási munkát fektettek a római beton kifejlesztésébe, és nagyon intelligens emberek voltak“. (1)

Amikor sikerült kifejleszteni a megfelelő szilárdságú betont, tökéletesen tisztában voltak az eredménnyel. Ahogy a tanulmány elmagyarázza, Idősebb Plinius írta a Természettudományi Történelemben, hogy “ellenáll a hullámoknak és minden nap erősebbé válik“.

Noha a modern mérnököket és építészeket már régóta lenyűgözi a római építészet és a római beton tartóssága, attól tartottak, hogy az ókori rómaiak által alkalmazott pontos módszer idővel teljesen elveszett, vagyis eltűnt a Római Birodalom bukásával.

Időszámításunk előtt 25-ben Vitruvius tíz könyve az építészetről különféle típusú adalékanyagokat írt le, amelyeket mészhabarcs készítéséhez használtak. A szerkezeti habarcsokhoz pozzolana-t (latinul pulvis puteolanus), vulkanikus homokot ajánlott, amit Pozzuoli-ben termeltek ki.

Vitruvius leírta az épületeknél használt 1 rész cement és 3 rész pozzolana arányát. A víz alatti munkákhoz a mész és a pozzolana 1:2 arányát határozta meg, ami gyakorlatilag ugyanaz az arány, mint amit a mai beton esetében alkalmaznak a tengeri helyszíneken.

Amint azt Idősebb Plinius írta, a római beton “átjárhatatlan volt a hullámok számára,” ezért nem csoda, hogy az ókori rómaiak úttörők voltak a víz alatti építésben.

Az első századra a római mérnökök olyan építményeket hoztak létre, mint például a hullámtörő gátak, amelyek képesek ellenállni a tenger erejének, melyek közül sok még ma is áll. Caesarea városa (i.e. kb. 25-ben épült) a nagyszabású víz alatti római betonépítési helyszínek legkorábbi ismert példája.

A ROMACONS történelmi projekt részeként Marie Jackson és kutatók egy csoportja meglátogatta a vízbe merült betonmagokat, hogy megvizsgálják a tulajdonságaikat. A római mólók, hullámtörők és más szerkezetek maradványait olyan módszerekkel vizsgálták meg, mint például a mikrodiffrakció és a mikrofluoreszcencia analízis. (2)

Vizsgálataik során Jackson és munkatársai egy nagyon ritka ásványt, az úgynevezett alumínium-tobermoritot találták meg a tengeri habarcsban. Az ásványi kristályok a mészrészecskékben képződtek a pozzolanikus reakció révén, enyhén megemelt hőmérsékleten.

Ez egy meglepő felfedezés volt. “Nagyon nehéz elkészíteni,” – mondja Jackson az alumínium-tobermoritról. A laboratóriumban történő elkészítése nehéz feladat, amely nagyon magas hőmérsékletet igényel.

A kutató csapat végül arra a következtetésre jutott, hogy az alumínium-tobermorit akkor képződik, amikor a tengervíz beszivárog a hullámtörőkbe és a mólókba, feloldva a vulkáni hamu alkotóelemeit, ami lehetővé teszi új ásványok képződését.

Noha valószínűleg nem fogjuk megtudni a római beton pontos receptjét, a tudományos közösség egyetért azzal, hogy általában vulkáni hamu, mész (kalcium-oxid), tengervíz és vulkáni kőzetek keverékéből készült.

Bár Jackson és mások kutatása számos kérdésre adott választ a római beton tulajdonságaival kapcsolatban, még mindig nem tudjuk, hogy ez az anyag hogyan változik hosszú időn át. (3)

(1) – https://pubs.geoscienceworld.org/msa/ammin/arti
(2) – https://unews.utah.edu/roman-concrete/
(3) – https://interestingengineering.com/13-reasons-we

Powered by WPeMatico