Mokslininkai teigia išsiaiškinę, kodėl romėnų betonas yra toks atsparus – pasirodo, kad mišinyje naudotos negesintos kalkės galėjo suteikti medžiagai „savaiminio gijimo“ savybių.
Pasak Jutos universitete (JAV) senovės romėnų betoną tyrinėjančios geologės Marie Jackson, šis atradimas galėtų padėti inžinieriams pagerinti šiuolaikinio betono savybes.
Romėnai nebuvo pirmieji, išradę betoną, tačiau jie buvo pirmieji, pradėję jį masiškai naudoti. Iki 200 m. pr.m.e. betonas buvo naudojamas daugumoje jų statybos projektų. Romėnų betoną sudarė gesintų kalkių, smulkių dalelių ir uolienų fragmentų, išmestų per ugnikalnių išsiveržimus, ir vandens mišinys.
Šiuolaikinis betonas paprastai gaminamas iš kalkakmenio, molio, smėlio, kreidos ir kitų sudedamųjų dalių mišinio, kuris sumalamas ir degamas aukštoje temperatūroje. Toks betonas pradeda trupėti jau po 50 metų.
Mokslininkai anksčiau bandė paaiškinti, kodėl romėnų betonas toks ilgaamžis. Pavyzdžiui, 2017 m. tyrėjai nustatė, kad – bent jau vandenyno veikiamų konstrukcijų atveju – jūros vanduo reagavo su betono sudedamosiomis dalimis, sukurdamas naujus, tvirtesnius mineralus.
Tačiau kodėl? Kad tai išsiaiškintų, Masačusetso technologijos instituto (JAV) chemikas Admiras Masicas su kolegomis surinko betono mėginius iš senovinės miesto sienos Priverne, 2000 metų senumo archeologinėje vietovėje netoli Romos. Grįžę į laboratoriją, jie sutelkė dėmesį į mažas kalcio nuosėdas, įsiterpusias į betoną.
Anksčiau mokslininkai spėliojo, kad šie maži gabalėliai atsirado dėl to, kad romėnai blogai sumaišė betoną. Tačiau A.Masicas ir jo kolegos svarstė, ar jie nesusidarė dėl to, kad romėnai, prieš užpildami mišinį vandeniu, naudojo negesintas kalkes. Tyrėjai manė, kad plačiai paplitę balti milteliai, gaminami iš deginto kalkakmenio, maišymo metu turėjo reaguoti su vandeniu, sukeldami cheminę reakciją, dėl kurios susidarė didelis šilumos kiekis, kuris neleido kalkėms visiškai ištirpti, todėl susidarė kalkių gumulėliai.
Ir iš tiesų, kai tyrėjai pabandė laboratorijoje iš negesintų kalkių pasigaminti romėnų betoną, jie gavo medžiagą, kuri buvo identiška Priverne surinktiems pavyzdžiams.
Komandai sukūrus betone nedidelius įtrūkimus – taip būtų atsitikę medžiagai senstant – ir įpylus vandens (kaip būtų atsitikę realiame pasaulyje lyjant), kalkių gabalėliai ištirpo ir persikristalizavo, veiksmingai užpildydami įtrūkimus ir išlaikydami betoną tvirtą.
Šiuolaikinis betonas paprastai „neišsigydo“ didesnių nei 0,2 ar 0,3 mm skersmens įtrūkimų. O komandos sukurtas romėnų įkvėptas betonas „užsigydė“ iki 0,6 mm skersmens įtrūkimus.
A.Masicas tikisi, kad šis atradimas įkvėps šiuolaikinius inžinierius patobulinti dabar naudojamą betoną, galbūt naudojant negesintas kalkes ar panašų junginį. Jo teigimu, ši medžiaga ne tik būtų pigesnė už dabartinį savaime išsilyginantį betoną, bet ir padėtų kovoti su klimato kaita: cemento gamyba atsakinga už 8 proc. šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
„Romėnai priėmė itin protingus sprendimus, pagrįstus puikiais empiriniais stebėjimais“, – sako M.Jackson.
Parengta pagal „Science“.
