Návrat k Rímskemu Betónu? Inžinieri Skúmajú Staroveké Receptúry pre Udržateľnejšiu Budúcnosť

Výskum odhaľuje potenciál rímskeho betónu pre dlhšiu životnosť a zníženie emisií, no prináša aj otázky o jeho praktickom využití v moderných konštrukciách.

Návrat k Rímskemu Betónu? Inžinieri Skúmajú Staroveké Receptúry pre Udržateľnejšiu Budúcnosť
Zdroj: sciencealert.com
Starovekí Rimania nás možno naučili niečo o výrobe betónu s dlhou životnosťou. Nová štúdia analyzuje staroveké receptúry a ich vplyv na moderný stavebný priemysel.

Nová štúdia podrobne skúma suroviny a energetickú náročnosť výroby rímskeho betónu, pričom odhaľuje spôsoby, ako zlepšiť moderné cementy. Prekvapivo, výroba rímskej malty a betónu vyžaduje viac vody a produkuje viac skleníkových plynov ako portlandský cement, ktorý sa dnes bežne používa. Avšak, aj keď sú počiatočné energetické náklady vyššie, rímske betónové zmesi by sa mohli z dlhodobého hľadiska ukázať ako udržateľnejšie, pretože by nemali vyžadovať tak častú výmenu alebo opravu.

Podľa medzinárodného tímu environmentálnych inžinierov by rímske betónové zmesi museli prežiť moderné zloženia minimálne o 41 percent, aby dosiahli rovnaké kumulatívne emisie pri stavbách. Pre kratšie stavby, ako sú cesty a diaľnice, by musel rímsky betón vydržať minimálne o 29 percent dlhšie.

"Ak zoberieme do úvahy životnosť betónu, začíname vidieť výhody," hovorí hlavná autorka a inžinierka Daniela Martinez z Univerzity Severu v Kolumbii. "Môžeme sa od Rimanov veľa naučiť. Ak dokážeme ich stratégie začleniť do našich moderných inovatívnych myšlienok, môžeme vytvoriť udržateľnejšie životné prostredie."

Komentár redakcie: Otázkou zostáva, či je návrat k rímskemu betónu realistickým riešením pre moderné stavebníctvo. Odborníci poukazujú na nižšiu pevnosť v tlaku a potrebu oceľovej výstuže, ktorá je náchylná na koróziu. Diskusia o udržateľnosti betónu a alternatívnych prístupoch je však nesmierne dôležitá.

Je ťažké porovnať životnosť rímskeho betónu s moderným betónom, pretože mnohé dnešné betónové budovy a konštrukcie sú vystužené oceľou. Hrdzavenie ocele spôsobuje jej rozpínanie, čo vedie k praskaniu a degradácii okolitého betónu už v priebehu desiatich rokov. Na porovnanie, staroveký rímsky betón je schopný 'samoliečenia'. To znamená, že keď sa v cemente objavia trhliny, prirodzene sa spoja, keď do nich prenikne voda. To je jeden z dôvodov, prečo staroveké rímske hrádze prežili tisícročia, napriek neustálemu nárazu vĺn a korozívnej slanej vode.

Či je moderný betón schopný toho istého, je nejasné. "Korózia oceľovej výstuže je hlavnou príčinou degradácie betónu, takže porovnania by sa mali robiť veľmi opatrne," vysvetľuje autor a inžinier Paulo Monteiro z Kalifornskej univerzity v Berkeley.

Martinez a jej tím uznávajú, že dlhšie trvajúce cementové konštrukcie "môžu len čiastočne kompenzovať zvýšený dopyt po novom materiáli", ale rímske výrobné metódy môžu mať aj ďalšie environmentálne výhody. Portlandský cement aj rímsky cement sa vyrábajú z rovnakej hlavnej zložky. Keď sa vápenec zahrieva, vytvára vysoko reaktívny žieravý prášok nazývaný pálené vápno. V kombinácii s vodou tento prášok vytvára silnú maltu.

Betónové zmesi v starovekej Rímskej ríši sa značne líšili, ale všeobecne túto maltu miešali s miestnymi vulkanickými horninami, namiesto sadry používanej v modernom betóne. Rímsky betón tiež produkuje oveľa menej nebezpečných látok znečisťujúcich ovzdušie, pravdepodobne preto, že vápenec sa spaľuje pomocou duba a jedľového dreva, nie fosílnych palív.

Podľa nedávnych modelov by používanie rímskych cementových techník mohlo znížiť emisie oxidov dusíka a oxidov síry až o 98 percent v porovnaní s modernými metódami. "Používanie biomasy a iných alternatívnych palív na vypaľovanie pecí sa môže ukázať ako účinnejšie pri dekarbonizácii modernej výroby cementu ako implementácia rímskych betónových receptúr," hovorí Martinez.

Dnes je betón druhým najpoužívanejším materiálom na svete, po vode. Jeho výroba predstavuje približne 8 percent globálnych antropogénnych emisií uhlíka, čo je asi štvrtina všetkých priemyselných emisií uhlíka.

Podľa vedca materiálov Narayanan Neithalath z Arizonskej štátnej univerzity, ak by sa výroba cementu hodnotila ako samostatná krajina, bola by po Číne a Spojených štátoch tretím najväčším producentom oxidu uhličitého na svete. "Ak máme reálnu šancu udržať sa pod cieľom oteplenia o dva stupne Celzia stanoveným Parížskou dohodou, emisie súvisiace s cementom budú musieť v nasledujúcom desaťročí klesnúť o viac ako 20 percent," vysvetlil Neithalath v roku 2023.

Štúdium starovekého rímskeho betónu by nám mohlo pomôcť dosiahnuť tieto naliehavé klimatické ciele. Štúdia bola publikovaná v iScience.