Tajomstvo rímskeho betónu odhalené v Pompejach: Prežije aj našu dobu?

Vďaka nálezu v polrozpadnutej vile v Pompejach vedci konečne pochopili, prečo rímsky betón vydržal tisícročia a ako by sme to mohli využiť dnes.

Betón bol základným kameňom Rímskej ríše. Po stáročia sa vedci snažili odhaliť tajomstvo tohto samoliečiaceho materiálu, ktorý umožnil rímskym stavbám vzdorovať času. Ukázalo sa, že odpoveď čakala v polrozpadnutej obývacej izbe v Pompejach.

Analýzou surovín zachovaných erupciou Vezuvu výskumníci z MIT konečne potvrdili, že starovekí stavitelia využívali techniku horúceho miešania. Tento proces dáva betónu schopnosť opravovať si vlastné trhliny – prelom, ktorý by mohol pomôcť našej modernej infraštruktúre odolať živlom.

Časová kapsula

Komentár redakcie: Objav a potvrdenie technológie horúceho miešania rímskeho betónu prináša nové možnosti pre vývoj ekologickejších a trvácnejších stavebných materiálov. Výskum nám dáva nielen hlbší pohľad do starovekého inžinierstva, ale aj inšpiráciu pre riešenie moderných výziev v stavebníctve.

Keď Vezuv vybuchol v roku 79 n. l., nielenže zničil blízke mestá Pompeje a Herkulaneum. Tým, že ich pochoval pod hrubou vrstvou popola a pemzy, ich zachoval. Erupcia zastavila život v jeho stope, konzervovala chlieb v peciach a obyvateľov v ich posledných momentoch.

Zachovala aj rozbehnuté stavebné projekty.

V jednom pompejskom dome archeológovia objavili rekonštrukciu prerušenú apokalypsou. Našli hromady vápenca, piesku a náradie rozhádzané presne tam, kde ich robotníci nechali. To poskytlo forenznú úroveň detailov, ktorú dokončené stavby jednoducho nemôžu poskytnúť. Jedna vec je analyzovať hotovú stenu; druhá vec je nájsť suroviny ležiace na podlahe.

Pohľad na úhľadne zarovnané keramické strešné tašky a tufové bloky v Atriu 2 novo vykopanej Regio IX (Archeologický park Pompeje) dokumentuje organizované skladovanie stavebných materiálov pripravených na opätovné použitie počas renovácie. Zdroj obrázkov: Archeologický park Pompeje.

Scéna bola taká pôsobivá, že Admir Masic, docent MIT, ktorý strávil takmer desaťročie hľadaním tajomstiev rímskeho inžinierstva, sa rozplakal.

"Bolo to také živé, cítili ste sa, akoby ste sa preniesli v čase. Takže áno, bol som dojatý, keď som sa pozeral na hromadu hliny. Archeológovia si robili žarty," spomína Masic.

Horúce miešanie

V roku 2023 Masic a jeho kolegovia publikovali prácu, ktorá opisuje rozsiahle chemické analýzy rímskeho betónu. Navrhli výrobný proces, ktorý vysvetľoval, prečo bol materiál taký trvanlivý: "horúce miešanie."

Teória spočívala v tom, že stavitelia zmiešali kúsky vápna s vulkanickým popolom a inými suchými prísadami pred pridaním vody. Keď nakoniec pridali vodu, chemická reakcia vytvorila obrovské teplo. To zachovalo vápno ako malé, biele, štrkovité hrudky. Keď sa neskôr v betóne nevyhnutne vytvorili trhliny, voda by do nich presiakla, narazila na tieto hrudky vápna a rozpustila ich, v podstate prekryštalizovala, aby vyplnila trhlinu.

Bol to úžasne krásny mechanizmus. Bol tu však jeden problém: protirečil historickým knihám.

Ulica v Pompejach. Zdroj obrázkov: Lau Svensson.

Po stáročia sa historici spoliehali na spisy Vitruvia, slávneho rímskeho architekta, ktorý napísal definitívneho sprievodcu stavbou v 1. storočí pred n. l. Vitruvius explicitne napísal, že stavitelia by mali vytvoriť vlhkú pastu s vápnom a vodou pred zmiešaním s pieskom – proces známy ako hasenie.

"Keďže mám k Vitruviovi veľký rešpekt, bolo ťažké naznačiť, že jeho opis môže byť nepresný," hovorí Masic. "Spisy Vitruvia zohrali zásadnú úlohu pri stimulácii môjho záujmu o starovekú rímsku architektúru a výsledky môjho výskumu boli v rozpore

s týmito dôležitými historickými textami."

Preto je nález z Pompejí usvedčujúcim dôkazom.

Tím našiel neporušené kúsky vápna vopred zmiešané s inými prísadami v hromade suchého surového materiálu. Je jasne vidieť, že Rimania na mieste sa pripravovali na "horúce miešanie" cementu, čím odporovali Vitruviovým pokynom. Masicova pôvodná hypotéza bola potvrdená.

"Mali sme to šťastie, že sme mohli otvoriť túto časovú kapsulu staveniska a nájsť hromady materiálu pripraveného na použitie na stenu," hovorí Masic. "Touto prácou sme chceli jasne definovať technológiu a spojiť ju s rímskym obdobím v roku 79 n. l."

Možno Vitruvius jednoducho opisoval inú metódu, alebo bolo "horúce miešanie" obchodným tajomstvom, ktoré sa neuvádzalo v knihách. V každom prípade teraz máme fyzický dôkaz, že existovalo.

Môže to mať význam aj dnes

Rímsky betón bol taký inovatívny, že by mohol byť užitočný aj pre nás dnes.

Moderný portlandský cement je hlavným znečisťovateľom, ktorý je zodpovedný za približne 8 % celosvetových emisií oxidu uhličitého. A napriek týmto vysokým nákladom náš betón hnije. Praská, oceľová výstuž hrdzavie a budovy sa zrútia.