Starovekí Rimania sa preslávili svojimi stavebnými a inžinierskymi zručnosťami. Jedným z ich najväčších dedičstiev sú vodovody, ktoré boli vybudované s pomocou unikátneho materiálu, pozolánového betónu. Tento typ betónu poskytol rímskym stavbám mimoriadnu pevnosť, a preto sa niektoré z nich, ako napríklad Pantheon, udržali v skvelej kondícii takmer dve tisícročia.

Dodnes sa môže Pantheon pochváliť najväčšou nevyztuženou betónovou kupolou na svete. Čo ale dáva tomuto betónu takú výnimočnú trvácnosť? Výskumný tím z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) odhalil, že tajomstvo sa neskrýva len v zložkách, ale aj v spôsobe jeho prípravy. Informáciu priniesol portál Science alert.

Mýlili sa

Doteraz si vedci mysleli, že pozolánový betón získal svoju pevnosť vďaka kombinácii pozolány, čo je vulkanický popol pochádzajúci z oblasti talianskeho mesta Pozzuoli, a vápna. Pri spojení s vodou tieto látky vytvárajú silný betón, ktorý dokáže odolávať času. Výskum z roku 2023 však ukázal, že proces miešania bol zložitejší, než sa pôvodne predpokladalo.

Vedci v betóne objavili drobné biele kúsky vápna, ktoré boli kedysi považované za známku zlej kvality miešania. Admir Masic, vedec z MIT, však spochybnil túto interpretáciu. Podľa neho by starovekí Rimania venovali veľkú pozornosť kvalite, takže prítomnosť týchto kúskov má pravdepodobne hlbší význam.

Betón so schopnosťou samoopravy

Pri dôkladnom skúmaní rímskeho betónu našli vedci dôkazy o tzv. horúcom miešaní, pri ktorom sa vápno nepridáva v podobe tzv. haseného vápna (kalciumhydroxidu). Pridáva sa vo forme páleného vápna (kalciumoxidu). V tomto procese sa pozolána, pálené vápno a voda miešajú pri vysokých teplotách, čím vznikajú jedinečné chemické väzby a zlúčeniny, ktoré by sa inak nevytvorili. Masic uviedol, že horúce miešanie má dve výhody. A to, vysoké teploty, ktoré vytvárajú unikátne chemické zlúčeniny a zároveň skracujú čas tvrdnutia a schnutia betónu.

Významnou výhodou rímskeho betónu je jeho samoopravná schopnosť. Pri horúcom miešaní vznikajú v betóne drobné kúsky páleného vápna. Ak sa v betóne objaví prasklina, voda, ktorá sa dostane do praskliny, reaguje s týmito kúskami a vytvára roztok bohatý na kalcium.

Po vysušení tento roztok spevnie ako kalcit a prasklinu zlepí. Tento proces sa potvrdil aj v rímskych stavbách, ako je hrobka Caecilie Metelly, kde boli praskliny po tisíckach rokov vyplnené kalcitom. Rovnaký jav sa dá pozorovať na rímskych pobrežných stenách, ktoré odolávajú morským vlnám už celé stáročia.

Pexels

Nové možnosti pre súčasnosť

Tím z MIT otestoval svoj objav aj na modernej verzii pozolánového betónu pripraveného s páleným vápnom. Po vytvorení kontrolovaných prasklín sa ukázalo, že betón vyrobený týmto spôsobom sa dokázal stmeliť do dvoch týždňov. Zatiaľ čo tradičný betón zostal poškodený. Vedci momentálne pracujú na tom, aby tento nový betónový typ priniesli na komerčný trh ako ekologickejšiu alternatívu k súčasným betónovým materiálom.

Staroveký rímsky betón je tak opäť inšpiráciou pre moderných staviteľov. Vďaka svojej odolnosti a schopnosti opravy by mohol nájsť využitie nielen v tradičných stavebných konštrukciách, ale aj v moderných aplikáciách, ako sú 3D tlačené betónové štruktúry.