Beton v antickém Římě

Proč je materiál, který byl využíván v antickém Římě, svými vlastnostmi dokonce o něco lepší než dnešní beton? (délka blogu 3 min.)

Opus caementitium

Římský beton měl název opus caementitium. Byla to směs drceného kamene nebo štěrku a malty. Kameny měly přitom poměrně malé rozměry - maximálně 7 cm. Malta se skládala ze směsi vápna a cihelné moučky nebo sopečného tufu a písku.

Betonová směs se (podobně jako dnes) nalévala do bednění a pak se dál mechanicky zpracovávala stloukáním a pěchováním. Po zatvrdnutí měla vlastnosti podobné dnešnímu betonu.

Po zániku Římské říše se znalost výroby tohoto materiálu zachovala jen v oblastech s nalezišti sopečných tufů. Ve středověku už například tato technologie nebyla všeobecně známá. Později byla znovuobjevena s využitím trochu jiných materiálů.

I přesto, že byl římský beton spíš empirickou záležitostí, je jeho pevnost dobře srovnatelná s dnešními vědecky prozkoumanými a optimalizovanými druhy betonu.

Římské akvadukty, silnice nebo třeba chrámy, ve kterých byl použitý starověký beton, existují dodnes - a jsou tedy nejspíš i daleko odolnější vůči podnebí než je dnešní betonový materiál. Jak je to možné?

Tajemství dávného betonu

Římský beton se skládá z různých komponent. Ukázalo se, že některé z nich jsou schopné uzavřít trhliny, které se v průběhu doby v betonu vytvářejí díky stárnutí - tedy chemickým procesům, které v něm probíhají v průběhu delší doby.

Vědci odebrali vzorky z přibližně 2000 let staré městské zdi starověkého Privernum. Poté prozkoumali beton elektronovým mikroskopem a pomocí rentgenového a laserového spektrometru, aby identifikovali jednotlivé složky směsi. Tajemství stability římského betonu má spočívat ve světlých krystalcích, typických pro tento materiál. Jsou to zrnka s velikostí kolem jednoho milimetru. Je možné, že jsou součástí směsi od samého počátku, nebo vznikaly chemickými reakcemi až později.

Při výrobě opus caementitium se používalo hašené vápno, stavební materiál, který využíváme i dnes. Vyrábí se pálením vápence a poté hašením vodou. Někdy také Římané míchali suché vápno se sopečným popelem a vodou. Některé římské malty byly připraveny postupným přidáváním jak hašeného vápna, tak páleného vápna - ve dvou po sobě následujících krocích.

Pokud se v betonu v průběhu času vytvoří praskliny a póry, proniká jimi voda do nitra materiálu. Tekutina pak uvolňuje vápník z malých světlých krystalů. Vápník následně reaguje s dalšími složkami - buď s vodou a oxidem uhličitým vytváří uhličitan vápenatý – nebo reaguje se sopečným popelem v betonu. Oba procesy mají kladný výsledek - mezery v betonu se vyplňují sekundárním materiálem. Takový materiál je tedy doslova schopen sám sebe uzdravit poté, co v něm vznikly praskliny. Tím se vysvětluje dlouhověkost a stabilita římských budov, které přežily tisíciletí v někdy až pozoruhodné kvalitě.

Budoucí studie prozkoumají, jak lze mechanismus samoléčení využít v moderních betonových směsích - jak u železobetonu, tak u nevyztužených staveb.

^{Zdroj: Odkaz, Wikipedia}