Szimpatika – A római kori betonról mai szemmel

A kutatásokról a Journal of the American Ceramic Society legújabb számában jelent meg tanulmány.

A modern betonépítmények élettartamát száz-százhúsz évre tervezik, míg a római Pantheon vagy az ókori kikötői létesítmények – mólók, hullámtörők – immár két évezrede dacolnak az elemekkel. A római beton összetétele eddig sem volt titok, köszönhetően Marcus Vitruvius Polliónak, Augustus császár hadmérnökének. A birodalom építészei a betont égetett mész és vulkanikus kőzet, tufa keverékéből állították elő, a víz alatti építményekhez pedig égetett meszet és vulkanikus hamut alkalmaztak, amelyekből egyfajta „habarcsot” kevertek. Az így kapott masszához tufatörmeléket adtak, majd a keveréket faformákba töltötték és tengervízbe merítették, amely vegyi reakcióba lépett a lassan megkötő anyaggal.


A Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium részecskegyorsítójával, az Advanced Light Source (ALS) elnevezésű, harmadik generációs szinkrotronnal végzett vizsgálatok során a kutatók elemezték az ókori „tengeri beton” finomszerkezetét. A tudósoknak sikerült kimutatniuk, hogy a mai cementfajtáktól eltérően az ókori kötőanyag kevesebb szilíciumot tartalmazott, ehelyett alumíniumot használtak, amelynek köszönhetően egy rendkívül szilárd, a természetben előforduló, tobermorit nevű ásványhoz hasonlatos vegyület jött létre. A szinkrotronos vizsgálatok során meghatározták az anyag mechanikai tulajdonságait, valamint a kristályszerkezet szilárdságát biztosító alumínium szerepét is.    

A vizsgálatok azt is kimutatták, hogy az ókori kötőanyag előállítása kevésbé volt ártalmas a környezetre, mint a modern kori cementgyártás. A legelterjedtebb Portland-cementeket ma mészkő hevítésével, kevés ásványi agyag hozzáadásával állítják elő, a gyártási folyamat során a cementégető kemencében az anyagot 1450 Celsius-fokra hevítik. A kutatócsoport viszont kiderítette, hogy a rómaiak kevesebb mészkő felhasználásával állították elő a cementet, amelyhez mindössze 900 Celsius-fokra kellett hevíteni a kemencéket, így a gyártás során kevesebb tüzelőt használtak fel, és kisebb volt a szén-dioxid-kibocsátás is.  

„A beton modern világunk egyik legelterjedtebb építőanyaga. A baj csupán az, hogy túl sokat használunk fel ebből a fantasztikus anyagból: évente 19 milliárd tonnát, miközben a cementgyártás számlájára írható a globális szén-dioxid-kibocsátás hét százaléka. Ez a gyakorlat hosszú távon nem folytatható” – figyelmeztet a kutatásokat irányító Paulo Monteiro, a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium professzora. 

A tudós szerint a modern építőanyag-ipar sokat tanulhat a rómaiaktól, bár az ókori betongyártási technológia nem vehető át egy az egyben, hiszen a massza megkötése heteket vett igénybe. Ugyanakkor az antik építészek szakmai titkainak megfejtése segíthet tartósabb a tartósabb beton előállításában, a mainál környezetkímélőbb technológia használatával.

forrás: MTI