Rimski beton 2000 yıl boyunca dayanırken, modern beton 50 yılı aşmaz. Rimli betonun içinde uzun süredir bilim insanları tarafından bir hata olarak görülen beyaz topaklar bulunuyor. Ancak 2023 yılında yayınlanan bir araştırma, bunların bilinçli olarak karışıma eklendiğini ve betonun kendini onarmayı sağlayarak dayanıklılığını artırdığını gösterdi.
Rimliler betonu icat etmediler ancak büyük ölçekte ilk kullananlar oldu. MÖ 200 civarında çoğunlukla binalarını inşa etmek için kullanıyorlardı. O dönemde yaptıkları hamamlar, akvedükler, kemerler ve kubbeler günümüze kadar ayakta duruyor. Roma'daki Pantheon hala dünyanın en büyük desteksiz beton kupolasıdır ve ikinci yüzyıldan beri ayaktadır.
Fark modern betonun bileşiminde yatıyor. Modern beton portland çimentosu, kum, kil, diğer malzemelerin öğütülmesi ve yüksek sıcaklıklarda pişirme işlemiyle yapılır. Bu beton çok serttir ancak bir çatlak oluştuğunda bu çatlak sadece genişler. Su içeri girer, kışın donar ve zamanla yapıyı yıkmaya başlar.
Rimliler ise vulkanik kül olan pucolan'ı kullandılar. Pucolan, Vesuvius yakınındaki Pozzuoli (Pozzuoli) şehrinden alınır. Bu kül çimentoyla ve suyla karıştırıldığında farklı bir yapıya sahip bağlayıcı bir malzeme oluşturur, bu da hareketlere ve çatlamaya karşı daha dirençlidir.
Bilim insanları uzun zamandır bu farkı biliyorlardı ancak beton içindeki beyaz topakların amacını bilmiyorlardı. N1info.ba'ya göre, bu küçük beyaz lekeler, birkaç milimetre büyüklüğünde, yüzyıllardır kötü karıştırılmış karışım veya düşük kaliteli hammaddeler sonucu oluştuğu düşünülüyordu.
Ancak MIT'deki kimyager Admir MasiÄ bu açıklamayı asla kabul etmedi. Basit bir soru sordu: Eğer Rimliler malzemeleri için yüzyıllarca mükemmelleştirmemiş olsalardı, neden karıştırma sırasında dikkatsiz olurlardı?
Ekipleri, Roma yakınlarındaki yaklaşık 2000 yıllık antik Privernum şehrinden örnekler aldı ve bu örnekleri mikroskop ve röntgen görüntüleriyle analiz etti. Beyaz topakların şekli ve kristal yapısı, çok yüksek sıcaklıklarda oluştuğunu gösterdi.
Bu keşif Rimlilerin beton nasıl yaptığını ortaya koydu. Bugün çimento önce suyla söndürülür, ardından diğer malzemelerle karıştırılır. Ancak Rimliler taşıyıcı duvarlar inşa ederken söndürülmemiş çimentoyu kullanmış ve doğrudan karışıma eklemişlerdi.
Söndürmemiş çimento suyla temas ettiğinde büyük miktarda ısı açığa çıkarır. Bazı bölümlerde sıcaklık 200 santigrat dereceye kadar ulaşabilirdi. Bu, söndürülen çimento ile mümkün olmayan kimyasal reaksiyonları sağladı ve aynı zamanda malzeme bağlanmasını hızlandırdı, bu da inşaat süresini kısaltmıştı.
Bu işlem sonucunda betonda beyaz topaklar kaldı.
İşte her şeyi açıklayan mekanizma: Beyaz topaklar serttir ve küçük boşluklarla doludur. Beton içinde bir çatlak oluştuğunda, bu çatlak topakların üzerinden geçer ve onları kırar.
Su daha sonra çatlaklara girdiğinde, kırılmış topaklar kalsiyum salarak yoğun bir çözelti oluşturur. Bu çözelti çatlak boyunca hareket ederek tekrar kristalleşir ve oluşan boşluğu doldurur.
Diğer bir deyişle, normal betonun çökmesine neden olan su, Roma betonu onarmayı başlatır.
Bilim insanları bunu deneysel olarak da doğruladı. Bir grup örnek, Roma tarifine göre (beyaz topaklarla) ve diğerleri olmadan yapıldı. Daha sonra her iki gruba da 30 gün boyunca çatlaklar açılarak su verilmiştir.
Roma tarifine göre yapılan örneklerde su iki hafta içinde akmaya durdu çünkü çatlak kapandı. Normal betonda ise su akmaya devam etti.
Çatlaklar yarım milimetreye kadar genişleyebiliyordu.
Bugün çimento üretimi küresel karbondioksit emisyonlarının yaklaşık %8'ini oluşturuyor. Beton iki kat daha dayanıklı olsaydı, aynı işi yapmak için yarıya kadar malzeme gerekirdi.
Bu nedenle Roma tarifine sadece merakla değil, aynı zamanda modern inşaat sektöründe kullanılma potansiyeline de bakılıyor. Bu yöntemin bazı unsurlarının modern beton üretimine dahil edilmesi için çalışmalar yapılıyor.
Ancak önemli olan bir nokta: Roma betonu modern beton kadar sert değil, daha dayanıklıdır. Köprüler, gökdelenler ve diğer zorlu yapıların inşasında hala destekli beton gereklidir. Ancak yüzyıllarca büyük yük altında kalmayacak binalar için bu malzeme inanılmaz derecede dayanıklıdır - bunu 2000 yıl önce bile biliyorlardı.
