Materijal koji se najviše koristi u građevinarstvu je beton. On nije otporan na oštećenja koja mogu prouzrokovati vremenski uslovi i opterećenje, pa tako nastaju sitne pukotine koje vremenom mogu rasti i ugroziti čitavu strukturu. Tada su neophodne skupe popravke ili zamena kako bi se izbegle veće posledice.
Koloseum u Rimu (Foto: Pixabay)
Interesantno je da iako moderne betonske konstrukcije posle nekoliko godina zanemarivanja počinju da se raspadaju, drevne rimske strukture opstaju više od dva milenijuma. Zainteresovani ovom činjenicom, istraživači sa MIT-a su dugo ispitivali uzorke starih materijala kako bi proučili sastav i otkrili sastojke koji daju takvu snagu.
Uočili su da je bitan sastojak betona pucolanski materijal, napravljen od vulkanskog pepela iz određenog regiona Italije. Važan je i kreč za koji je u prethodnim studijama utvrđeno da tokom vremena pomaže jačanju betona u morskim sredinama kao što su molovi. Komadići kreča veličine nekoliko milimetara ranije su zanemarivani kao nusproizvod, ali u novoj studiji istraživači su otkrili da oni nisu slučajno tu.
Oglas
Profesor Admir Mašić, glavni autor studije, kaže da nije mogao da prihvati uverenje da se grumenje kreča tu našlo zahvaljujući niskoj kontroli kvaliteta materijala. Bilo mu je nelogično da su Rimljani uložili toliko truda da naprave izvanredan građevinski materijal, prateći sve detaljne recepte koji su optimizovani tokom mnogo vekova, a da se pritom nisu pobrinuli da obezbede proizvodnju dobro mešanog finalnog proizvoda.
Naučnici su kombinacijom više tehnika pregledali grumenje kreča i ustanovili da se radi o kalcijum karbonatu formiranom pri visokoj temperaturi. To znači da su napravljeni direktnim dodavanjem (vrućim mešanjem) živog kreča, reaktivnijeg od gašenog kreča za koji se pretpostavljalo da su koristili stari Rimljani.
Mašić navodi da su prednosti vrućeg mešanja dvostruke. U betonu zagrejanom živim krečom dolazi do hemijskih reakcija i stvaranja jedinjenja kojih nema kada se koristi gašeni kreč. Istovremeno, visoka temperatura ubrzava očvršćavanje i vezivanje materijala što omogućava bržu gradnju.
Levo - struktura sa koje je uzet uzorak u Italiji; Desno - mapa sastojaka, crvenom je označen kreč (Foto: MIT)
Ipak, najvažnija uloga ovih komadića kreča je u samoizlečenju betona. Kada voda uđe u pukotine nastale u betonu ona reaguje sa krečom formirajući rastvor koji se ponovo stvrdne u kalcijum karbonat i začepi pukotinu. Ona može da reaguje i sa pucolanskim materijalom i dodatno ojača beton.
Tako je tim istraživača utvrdio da grumenje kreča nije neželjeni nusproizvod, već je tu s razlogom. Ovaj mehanizam samoizlečenja može biti glavni razlog dugovečnosti drevnih rimskih betonskih konstrukcija.
U okviru testiranja istraživači su napravili vruće pomešane uzorke drevnog i modernog betona, zatim napravili pukotine i u njih duže vreme sipali vodu. Posle dve nedelje pukotine na drevnom uzorku su "zarasle", dok su pukotine na modernom betonu ostale iste.
Zahvaljujući ovom otkriću možemo bolje da razumemo tajne drevnih građevina, ali i da poboljšamo savremeni beton.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Science Advances.
