Antik Roma betonunun şaşırtıcı gücünün sırrı çözüldü

ABD'deki Utah Üniversitesi’nden Marie Jackson, American Mineralogist dergisine konuştu ve “Betonun formülü kaybolmuş ve bugüne kadar kimse çözmeyi başaramamıştı. Romalılar (…) uygun mineral örneğine sahip olduğu için çok şanslıydı. Onlar, volkanik külün denize düşerek süngertaşına dönüşmesini gözlemleyebildi. Biz ise bu maddelere uygun muadillerini bulmak zorundayız zira her yerde deniz suyu ve volkanik kül yok.” dedi.

Antik Roma, Antik Yunanistan’ın bıraktığına benzer zengin bir kültürel miras bırakmadığı için birçok sanat uzmanı ve tarihçisi tarafından eleştiriliyor. Ama Antik Romalılar hukuk, mimari ve inşaat gibi pratik disiplinlerde daha başarılıydı. Antik Roma yolları, su kanalları, Panteon, diğer mabetler ve mimari yapılar birkaç bin yıl ayakta kalmayı başardı ve halen insanlar tarafından kullanılıyor.

'SUYLA TEMAS, BETONUN DİRENCİNİ ARTTIRIYORDU'

Antik Roma inşaat endüstrisinin temel mucizesi çimentoydu. Günümüz betonun atası olan Opus Caementicium su kemerleri, rıhtımlar, evlerin duvarları ve Kolezyum gibi birçok yapının yapımında kullanıldı. Çimento ve çakıldan oluşan modern betonun Antik Romalı atası çok daha sağlamdı ve suyla temas ettiği için birkaç yılda dağılmıyor, aksine Jackson’un anlattığına göre, direnci daha da artıyordu.

​Gaius Plinius Secundus gibi birçok Roma yazarı da eserlerinde buna dikkat çekiyordu. Antik Roma betonunun bu sıra dışı özelliği bilim insanları için bir sır olarak kalıyordu, zira betonun bileşimi ve üretim yöntemi hakkında neredeyse hiçbir şey bilinmiyordu. Bilinen tek şey içinde kum, belli büyüklükteki çakıl, kireç ve volkanik külün olduğuydu.

NUMUNELERE RADYOSKOPİ YAPTILAR

Jackson ve ekip arkadaşları, Berkeley’deki Lawrence Ulusal Laboratuvarı'nda ALS parçacık hızlandırıcının yardımıyla birkaç numunenin radyoskopisini yaparak bu sorunun yanıtını buldular.

Filmleri inceleyen bilim insanları, Sezar ve Augustus dönemine ait betonun içinde, bulmayı beklemedikleri çok sıra dışı bileşene rastladı. Bunlar arasında tobermorit adlı mineralin kristalleri de vardı. Su, kalsiyum, alüminyum, silikon ve oksijenden oluşan ve genellikle hidrotermal kaynaklar veya yanardağ ağızlarında ultra yüksek sıcaklıklarda oluşan bu maddenin ‘çimento’ içinde tespit edilmesi bilim insanları için sürpriz oldu. Kristallerin yapısını analiz eden Jackson ve iş arkadaşları, bu maddenin nasıl oluştuğunu öğrendi ve Antik Roma betonunun inanılmaz gücünün sırrını çözdü.

​İKİ AŞAMADA BETONA DÖNÜŞÜYOR

Betonun ilki hızlı, ikincisi oldukça yavaş olmak üzere iki aşamadan oluştuğu ortaya çıktı.

Önce kireç kül molekülleriyle etkileşim içine giriyor ve beton içinde tobermoritin oluşumuna yardımcı olan alkalik ortam oluşturuyor. Tobermorit, deniz suyunun alkalik ortamla etkileşim içine girmesi sonucu beton içinde oluşuyor. Büyüyen tobermorit kristaller birbirine kenetlenerek güçlendirdiği betonun kimyasal açıdan agresif olan deniz suyunun etkisi altında dağılmasına engel oluyor. Kimyacılara göre binlerce yıl sürebilecek olan bu sürecin sonunda, beton dağılmadığı gibi daha da sağlam hale geliyor.

Halihazırda Jackson ve birkaç jeolog, Antik Roma betonunun tarifesini canlandırmaya çalışıyor. Bunun için farklı volkanik kül çeşitlerini deniz suyuyla karıştırıyorlar. Buluşun, çevreye en zararlı üretimlerden biri olan sıradan çimentonun yerini alması, ayrıca ‘ebedi’ baraj, gelgit enerji santrali, dalgakıran ve diğer liman yapılarında kullanılması bekleniyor.