Старите Римјани биле мајстори на градежништвото и инженерството, што можеби најдобро се гледа во нивните аквадукти. Овие сè уште функционални градежни чуда се потпирале на уникатен градежен материјал - пуцолан бетон, исклучително издржлива мешавина што им ја давала на римските структури нивната неверојатна цврстина.
Дури и денес, едно од нивните ремек-дела - Пантеонот во Рим, кој е стар речиси 2.000 години и сè уште е недопрен - го држи рекордот за најголемата неармирана бетонска купола во светот.
Овие извонредни својства долго време се припишуваат на составот на материјалот: пуцолан, мешавина од вулканска пепел (именувана по италијанскиот град Поцуоли, каде што се наоѓа големо наоѓалиште) и вар. Двете супстанции реагираат со вода за да создадат цврст, долготраен бетон.
Но, тоа не е целата приказна. Во 2023 година, меѓународен тим научници од Технолошкиот институт во Масачусетс (MIT) откри дека не само состојките на римскиот бетон се различни од она што претходно се мислеше, туку и техниките за негова подготовка, пишува Science Alert.
И оттогаш, понатамошната анализа на суровините и енергетските потреби на древниот рецепт покажа дека и модерниот цемент може да се подобри.
Научниците забележале мали, бели грутки вар во инаку совршено измешан бетон. Нивното присуство претходно се припишувало на лошо мешање.
Но, научникот за материјали Адмир Машиќ од MIT се сомневал дека ова не може да биде случајност:
„Ако Римјаните вложиле толку многу труд во правење извонреден градежен материјал, следејќи детални рецепти усовршени со векови, зошто би го занемариле правилното мешање?“
Заедно со градежниот инженер Линда Сејмур, Машиќ анализирал 2.000-годишни примероци од римски бетон пронајдени на археолошкото наоѓалиште Привернум во Италија. Примероците биле испитани со електронска микроскопија, рендгенска спектроскопија и Раманова анализа за да се дознае повеќе за овие грутки вар.
Традиционално се сметало дека Римјаните користеле гасена вар (калциум хидроксид), направена со прво загревање на варовник за да се формира негасена вар (калциум оксид), а потоа мешање со вода.
Но, анализата на тимот на MIT покажа дека грутките од вар биле некомпатибилни со овој метод. Наместо тоа, Римјаните најверојатно ја мешале негасената вар директно со пуцолан и вода на многу високи температури - процес што истражувачите го нарекле „топло мешање“.
Масиќ објаснува:
„Предностите на топлото мешање се двојни. Прво, високата температура овозможува хемиски реакции што инаку не би биле можни со гасена вар, создавајќи специјални, високо отпорни соединенија. Второ, овие високи температури значително го забрзуваат процесот на стврднување, овозможувајќи побрза изградба.“
Покрај неговата отпорност, „топлото мешање“ му дава и на бетонот можност за самопоправка. Кога се појавуваат пукнатини, тие обично доведуваат до грутки од вар, кои имаат поголема површина од другите честички. Кога водата ќе влезе во пукнатината, таа реагира со варот и формира калциум карбонат, кој се суши и стврднува, запечатувајќи ја пукнатината и спречувајќи ја да се шири.
Ова е забележано и во гробницата на Сесилија Метеле, каде што пукнатините во ѕидот се исполнети со калцит. Истиот феномен може да објасни зошто римските бетонски бранобранци издржале милениуми морски удари.
Во тестовите со пуцолански бетон направен според антички и модерни рецепти, бетонот со негасена вар ги залечил пукнатините во рок од две недели, додека контролниот примерок не покажал никаква промена.
Тимот на MIT сега работи на комерцијализација на нов бетон кој би можел да биде поеколошка алтернатива на денешните цементни мешавини.
„Возбудливо е да се размислува за тоа како овие потрајни бетони би можеле да го продолжат животниот век на зградите, но и да ја подобрат отпорноста на 3Д печатениот бетон“, рече Машиќ.
Во понова студија од 2025 година, инженерите ги споредиле суровините и потрошувачката на енергија на римскиот и модерниот бетон. Тие откриле дека римскиот бетон бара повеќе вода и почетна енергија, но неговата издржливост би можела значително да го намали неговиот целокупен еколошки отпечаток со текот на времето.
