Bilim, Roma betonunun neden yaklaşık 2000 yıl dayandığını açıkladı.

(Dan Tri Gazetesi) - Yaklaşık 2000 yıl önce inşa edilmiş bir yapı, zamanın sınavına dayanmış olan antik Roma betonunun dayanıklılığının sırrına dair daha fazla kanıt sunuyor.

MS 79'da Pompeii'nin sözde çöküşünden önce, arkeologlar, onu örten volkanik küllerin altında, Roma inşaat tekniklerinin mükemmel bir şekilde korunmuş, "donmuş" bir yapısını keşfettiler.

Roma'daki Pantheon'un kubbesi, şu anda dünyada hala varlığını sürdüren en büyük takviyesiz betonarme yapı olma rekorunu elinde tutuyor (Fotoğraf: Getty Images).

Burada, Pantheon gibi anıtların arkasında, binlerce yıldır ayakta duran devasa, takviyesiz beton kubbenin yanında, ünlü dayanıklı betonu karıştırmak için kullanılan bileşenler de dahil olmak üzere, düzgünce istiflenmiş malzeme yığınları buldular.

"Sıcak karıştırma" teknolojisi, Roma betonunun olağanüstü dayanıklılığının ardındaki nedeni ortaya koyuyor.

Son zamanlarda yapılan tamamen yeni bir analiz, sırrın Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) malzeme bilimcisi Admir Masic'in "sıcak karıştırma" olarak adlandırdığı bir teknikte yattığını ortaya koydu.

Bu yöntem, puzolanik volkanik kül karışımı ve sönmemiş kireç de dahil olmak üzere beton bileşenlerinin doğrudan karıştırılmasını içerir; bu karışım suyla reaksiyona girerek karışım içinde büyük miktarda ısı üretir.

Betonun tamamı yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında, yalnızca kireçle oluşmayacak kimyasal reaksiyonlar meydana gelir ve yüksek sıcaklık koşullarına özgü bileşikler oluşur.

Pompeii'de bulunan bazı yapı malzemeleri (Fotoğraf: Pompeii Arkeoloji Parkı).

Ancak, artan sıcaklık, tüm reaksiyonların daha hızlı gerçekleşmesi nedeniyle sertleşme ve kürlenme süresini önemli ölçüde kısaltarak yüksek hızlı inşaata olanak tanır.

Özellikle, karışımda kalan sönmemiş kireç parçacıkları, Roma betonuna zamanla çatlakları "kendiliğinden onarma" özelliği kazandırmıştır.

Beton çatladığında, çatlaklar genellikle diğer matris parçacıklarına göre daha büyük yüzey alanına sahip olan kireç parçacıklarına doğru yayılır.

Su çatlaklara nüfuz ettiğinde kireçle reaksiyona girerek kalsiyum açısından zengin bir çözelti oluşturur; bu çözelti kuruduğunda kalsiyum karbonat oluşturarak çatlağı kapatır ve yayılmasını önler.

"Bu materyal, doğru şekilde çözümlendiğinde hem tarihi hem de bilimsel değere sahiptir. Binlerce yıl boyunca kendi kendini onarabilme, esnek ve dayanıklı bir şekilde işlev görme özelliğine sahiptir."

Masic, Nature Communications dergisinde yayınlanan makalesinde, "Roma betonu depremlere, volkanik patlamalara dayanmış, su altında kalmış ve sert çevresel erozyona karşı direnç göstermiştir" dedi.

Sıcak karıştırma tekniği, Roma betonunun dayanıklılığıyla ilgili gizemin büyük bir kısmını açıklamaya yardımcı olsa da, bu bulgu, mimar Vitruvius'un De architectura adlı incelemesinde açıklanan gerçek formülle örtüşmemektedir.

Pompeii'deki arkeolojik alanda bulunan bir duvar ve kompozisyon analizi sağda üst üste bindirilmiş halde gösterilmiştir. (Fotoğraf: Pompeii Arkeoloji Parkı)

Vitruvius'un açıklamasına göre, kireç puzolanla karıştırılmadan önce suyla söndürülmeliydi; eski kayıtlar ile arkeolojik kanıtlar arasındaki bu tutarsızlık bilim insanlarını şaşırtmıştır.

Vitruvius'un eserleri Roma mimarisi ve opus caementicium (Roma betonu) teknolojisi hakkında en kapsamlı bilgi kaynağı olarak kabul edilir, ancak örnekler tamamen farklı bir hikaye ortaya koyuyor.

Mikroskop altında, duvardaki harç örneklerinde sıcak karıştırmanın açık izleri, çatlamış kireç parçaları, volkanik kül parçacıklarına yayılan kalsiyumca zengin reaktif bir tabaka ve ponza taşının boşluklarında oluşan küçük kalsit ve aragonit kristalleri görüldü.

Raman spektroskopisi mineral değişimini doğrularken, izotop analizi zaman içinde meydana gelen karbonatlaşma süreçlerini ortaya çıkardı.

Kendiliğinden onarılan betonun modern zamanlardaki uygulamaları.

Masic'e göre, sonuçlar Romalıların bağlayıcı maddeyi hazırlamak için kireci alıp belirli bir boyuta kadar öğüttüklerini, kuru halde volkanik külle karıştırdıklarını ve ardından bağlayıcı madde oluşturmak için su eklediklerini göstermektedir.

Araştırmacılara göre, bu bilgi modern beton üretiminde uygulanabilir ve atalarımızın bilgeliğini ortaya koyabilir.

Modern beton, dünyada en popüler yapı malzemelerinden biridir, ancak çok dayanıklı değildir ve sadece birkaç on yıl sonra kolayca bozulur.

Üretim süreci aynı zamanda çevreye zarar verir, kaynak tüketir ve sera gazı emisyonuna neden olur. Betonun dayanıklılığının artırılması, onu daha sürdürülebilir hale getirmeye yardımcı olabilir.

Masic, "Volkanik malzemelerdeki boşlukların yeniden kristalleşme yoluyla doldurulma şekli, taklit etmek istediğimiz inanılmaz bir şey. Kendi kendini onarabilen malzemeler istiyoruz," diye belirtti.

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