Romos imperijos receptas – vulkaninių pelenų, kalkių (kalcio oksido), jūros vandens ir vulkaninių uolienų trupinių mišinys – buvo naudojamas statant prieplaukas, bangolaužius, uostus. Be to, skirtingai nei pagal šiuolaikines technologijas pastatytos struktūros, senoviniai statiniai per amžius tik tvirtėjo.
Mokslininkų teigimu, tokio patvarumo priežastis – jūros vandens reakcijos su vulkaninės kilmės medžiagomis cemente ir naujų mineralų, sutvirtinančių betoną, susidarymas.
„Jie šio recepto kūrimui skyrė neįtikėtinai daug pastangų – jie buvo labai, labai protingi žmonės“, – sakė senovinio betono tyrimo bendraautorė Marie Jackson, dirbanti Jutos universitete (JAV).
Kaip nurodo tyrimo autoriai, romėnai ir patys žinojo apie savo betono gerąsias savybes – ditirambus „bangų neįveikiamam ir kasdien tik stipresniam“ betonui savo „Gamtos istorijoje“ giedojo dar Plinijus Vyresnysis.
O dabar mokslininkai, kurių tyrimą publikavo leidinys „American Mineralogist“, aprašo, kaip M.Jackson su kolegomis analizavo Senovės Romos prieplaukų, bangolaužių ir uostų betoninius pagrindus.
Ankstesniais tyrimais šiuose pagrinduose buvo aptikta tokių kalkių dalelių, kuriose būta mokslininkus labai nustebinusio mineralo – aliuminio tobermorito – pėdsakų. Tobermoritas yra labai retas, itin sunkiai pagaminamas mineralas.
Anot M.Jackson, tobermorito kristalai susidarė, kai kalkės, jūros vanduo ir vulkaniniai pelenai skiedinyje sureagavo ir ėmė išskirti šilumą.
Tačiau tai – ne viskas, ką išsiaiškino Jutos universiteto specialistai. „Grįžome prie betono ir nustatėme, kad visoje jo struktūroje gausu tobermorito, kartais sumišusio su kitu kristalu – filipsitu“, – sakė M.Jackson.
Mokslininkės teigimu, taip buvo aptiktas dar vienas procesas, prisidedantis prie betono tvirtumo didėjimo. Bėgant laikui jūros vanduo, prasiskverbiantis į betoną, ištirpino vulkaninius kristalus, kurių vietoje susidarė aliuminio turintys tobermoritas ir filipsitas.
Anot mokslininkų, naujai susidarę mineralai padėjo sutvirtinti betoną ir apsaugojo jį nuo įtrūkimo plėtimosi, o ilgainiui jie tik didino struktūrų tvirtumą.
Tuo tarpu šiuolaikinis betonas, kurio pagrindas yra Portlando cementas, po sukietėjimo keistis nebeturėtų. Tai reiškia, kad bet bet kokios cheminės reakcijos sukietėjusio betono viduje yra žalingos.
„Manau, kad mūsų tyrimas atveria visiškai naują požiūrį į tai, kaip galima būtų gaminti betoną – kad tai, ką vertiname kaip bendrus korozijos procesus, iš tiesų gali sukurti ypač naudingą mineralinį cementą ir paskatinti ilgalaikį tvirtumą, kuris ilgainiui tik didėja“, – sakė mokslininkė.
Tyrimo rezultatai galėtų pakoreguoti šiuolaikinį cemento gamybos procesą, kurio metu naudojama didelė kaitra ir išskiriama daug anglies dvideginio, be to, atnaujintas receptas galimai leistų statyti ypatingo patvarumo konstrukcijas, skirtas naudoti jūros aplinkoje.
„Taikymo sričių daugybė, tačiau norint sukurti tobulesnius mišinius dar reikia atlikti papildomo darbo. Darbo pradžią jau atlikome, tačiau reikia ir daug tikslaus receptų derinimo. Iššūkis – sukurti metodus, kuriais būtų panaudojami įprasti vulkaniniai produktai. Būtent tuo dabar ir užsiimame“, – sakė M.Jackson.
