De wetenschap heeft verklaard waarom Romeins beton bijna 2000 jaar heeft standgehouden.

(Dan Tri Newspaper) - Een bouwwerk dat bijna 2000 jaar geleden werd gebouwd, levert verder bewijs voor het geheim achter de duurzaamheid van het oude Romeinse beton, dat de tand des tijds heeft doorstaan.

Vóór de vermeende ineenstorting van Pompeii in 79 na Christus ontdekten archeologen een perfect bewaard gebleven, "bevroren" structuur die getuigde van Romeinse bouwtechnieken, onder de vulkanische as die de stad bedekte.

De koepel van het Pantheon in Rome is momenteel de grootste nog bestaande constructie van ongewapend beton ter wereld (Foto: Getty Images).

Hier vonden ze keurig opgestapelde hopen materialen, waaronder de componenten die gebruikt worden om het befaamd duurzame beton te mengen, achter monumenten zoals het Pantheon, waar de enorme, ongewapende betonnen koepel al millennia staat.

De "heetmeng"-technologie onthult de reden achter de buitengewone duurzaamheid van Romeins beton.

Onlangs heeft een compleet nieuwe analyse uitgewezen dat het geheim schuilt in een techniek die materiaalkundige Admir Masic van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) "heet mengen" noemt.

Bij deze methode worden de betoncomponenten rechtstreeks gemengd, waaronder een mengsel van puzzolaanhoudende vulkanische as en ongebluste kalk, dat reageert met water en daarbij een grote hoeveelheid warmte in het mengsel genereert.

Wanneer het beton in zijn geheel tot hoge temperaturen wordt verhit, ontstaan ​​er chemische reacties die niet zouden optreden met alleen kalk, waardoor verbindingen ontstaan ​​die kenmerkend zijn voor omstandigheden bij hoge temperaturen.

Enkele bouwmaterialen gevonden in Pompeii (Foto: Archeologisch Park Pompeii).

De verhoogde temperatuur verkort echter de uithardingstijd aanzienlijk, omdat alle reacties sneller verlopen, waardoor snelle constructie mogelijk is.

Met name de resterende ongebluste kalkdeeltjes in het mengsel gaven het Romeinse beton het vermogen om scheuren na verloop van tijd zelf te herstellen.

Wanneer beton scheurt, verspreiden de scheuren zich doorgaans naar de kalkdeeltjes, die een groter oppervlak hebben dan andere matrixdeeltjes.

Wanneer water de scheuren binnendringt, reageert het met de kalk en vormt een calciumrijke oplossing. Deze oplossing droogt op en vormt calciumcarbonaat, waardoor de scheur wordt afgedicht en verdere scheurvorming wordt voorkomen.

"Dit materiaal heeft zowel historische als wetenschappelijke waarde wanneer het correct wordt ontcijferd. Het heeft het vermogen om zichzelf gedurende duizenden jaren te herstellen en functioneert flexibel en duurzaam."

"Romeins beton heeft aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en onder water doorstaan, en is bestand gebleken tegen zware milieu-erosie," aldus Masic in het tijdschrift Nature Communications.

Hoewel de hete mengtechniek veel van het mysterie rond de duurzaamheid van Romeins beton heeft verklaard, komt deze bevinding niet overeen met de daadwerkelijke formule die beschreven staat in het traktaat De architectura van architect Vitruvius.

Rechts is een muur van de archeologische opgraving in Pompeii afgebeeld, met daaroverheen een analyse van de samenstelling. (Foto: Archeologisch Park Pompeii)

Volgens de beschrijving van Vitruvius moest kalk eerst met water geblust worden voordat het met puzzolaan gemengd kon worden; deze discrepantie tussen oude bronnen en archeologisch bewijs heeft wetenschappers voor een raadsel gesteld.

De werken van Vitruvius worden beschouwd als de meest complete bron van informatie over de Romeinse architectuur en de technologie van opus caementicium (Romeins beton), maar de gevonden exemplaren onthullen een heel ander verhaal.

Onder de microscoop vertoonden de mortelmonsters in de muur duidelijke tekenen van heet mengen, gebarsten kalkfragmenten, een calciumrijke reactieve laag die zich verspreidde in vulkanische asdeeltjes, en kleine calciet- en aragonietkristallen die zich in de holtes van het puimsteen hadden gevormd.

Raman-spectroscopie bevestigde mineraalverandering, terwijl isotopenanalyse aantoonde dat er in de loop der tijd carbonisatieprocessen plaatsvonden.

Toepassingen van zelfherstellend beton in de moderne tijd.

Volgens Masic tonen de resultaten aan dat de Romeinen het bindmiddel bereidden door ongebluste kalk tot een bepaalde grootte te vermalen, het droog te mengen met vulkanische as en vervolgens water toe te voegen om het bindmiddel te creëren.

Volgens onderzoekers kan deze kennis worden toegepast in de moderne betonproductie, waarmee de wijsheid van onze voorouders wordt aangetoond.

Modern beton is een van de populairste bouwmaterialen ter wereld, maar het is niet erg duurzaam en verslechtert al na enkele decennia.

Het productieproces is bovendien schadelijk voor het milieu, verbruikt grondstoffen en stoot broeikasgassen uit. Het verbeteren van de duurzaamheid van beton zou kunnen bijdragen aan een duurzamere productie ervan.

"De manier waarop de holtes in vulkanisch materiaal worden opgevuld door herkristallisatie is iets verbazingwekkends dat we willen nabootsen. We willen materialen die zichzelf kunnen herstellen," aldus Masic.

Bron: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khoa-hoc-da-ly-giai-vi-sao-be-tong-la-ma-ben-vung-gan-2000-nam-20251212000408505.htm