Ta odkritja se zdijo zares vznemirljiva.
Stari Rimljani so bili mojstri gradbeništva in inženiringa, najbolj pa so znani po svojih viaduktih. Ta še vedno funkcionalna čuda arhitekture se zanašajo na edinstven gradbeni material: pucolanski beton. Gre za spektakularno trpežen beton, ki je rimskim stavbam dajal neverjetno moč. Še danes je ena najznamenitejših rimskih stavb, Panteon, še vedno nedotaknjena, čeprav je stara skoraj 2000 let. Panteon drži rekord za največjo kupolo na svetu, narejeno iz nearmiranega betona, poroča Science Alert.
Lastnosti tega betona se pripisujejo njegovim sestavinam: pozzolani, mešanici vulkanskega pepela – imenovanega po italijanskem mestu Pozzuoli, kjer so znatni viri tega pepela, in apnu. Ko ju zmešamo z vodo, oba materiala reagirata in ustvarita močan beton.
Lani je mednarodna skupina raziskovalcev pod vodstvom Massachusetts Institute of Technology (MIT) ugotovila, da niso bili le materiali nekoliko drugačni, kot smo mislili, ampak so bile različne tudi tehnike njihovega mešanja.
Majhni koščki apna
V betonu, ki so ga uporabljali Rimljani, so tudi majhni koščki apna, za katere se je prej domnevalo, da so posledica slabega mešanja ali slabih materialov. To pa ni prepričalo znanstvenika Admirja Mašića z MIT-a. "Vedno me je motila ideja, da je prisotnost teh koščkov apna preprosto posledica nizke kontrole kakovosti," je dejal Mašić že januarja 2023.
Mašić in njegova ekipa, ki vključuje tudi inženirko Lindo Seymour, so natančno preučili 2000 let stare vzorce rimskega betona z arheološkega najdišča Privernum v Italiji. Vzorce so analizirali s skeniranjem elektronske mikroskopije, spektroskopijo z rentgenskimi žarki, praškasto rentgensko difrakcijo in konfokalnim Ramanovim slikanjem, da bi bolje razumeli koščke apna.
Ena od hipotez je bila narava apna, ki so ga uporabljali. Običajno razumevanje pucolanskega betona je, da uporablja gašeno apno. Vendar so ugotovili, da so Rimljani v svojih vzorcih uporabili živo apno, ki so ga zmešali neposredno s pucolanom in vodo pri visokih temperaturah, kar se imenuje "vroče mešanje".
Prednosti "živega" apna
"Prednosti vročega mešanja so dvojne," je pojasnil Mašić. "Prvič, ko se celoten beton segreje na visoke temperature, omogoča kemijske reakcije, ki niso možne z uporabo samo gašenega apna, kar ustvarja spojine, ki sicer ne bi nastale. Drugič, povišana temperatura bistveno zmanjša čas strjevanja in vezanja, kar omogoča hitrejšo gradnjo."
Samozdravilne lastnosti
Vapneni koščki betonu dajejo izjemne samozdravilne lastnosti. Ko pride do razpok, te potujejo do vapnenih koščkov, ki imajo večjo površino od drugih delcev v matrici. Ko voda pride v razpoko, reagira z apnom in ustvarja raztopino, bogato s kalcijem, ki se strdi in zalepi razpoko.
Raziskovalna skupina zdaj dela na komercializaciji tega betona kot ekološko prijaznejše alternative današnjim betonom.