Një nga mrekullitë më të mëdha të Romës ishte betoni: Ndërtesat qëndrojnë për 2,000 vjet dhe ripërtërihen vetë

Qëndrueshmëria e këtyre strukturave mund t’i atribuohet kryesisht betonit romak. Por çfarë e bën betonin romak kaq të veçantë? Çfarë ka ky material që i ka lejuar ndërtesat të qëndrojnë në këmbë për mijëra vjet?

Studiuesit janë ende të habitur se si bëhej saktësisht betoni romak, por ata kanë disa të dhëna, duke përfshirë shumë nga përbërësit e tij dhe faktin se ai rigjenerohet kur bie shi.

Betoni modern fillon me çimento, e cila është një pluhur i imët që shndërrohet në pastë kur përzihet me ujë. Përbërësi kryesor në çimento është guri gëlqeror sedimentar, i cili përbëhet kryesisht nga karbonat kalciumi, një përbërës që gjendet në botën natyrore, duke përfshirë vezët dhe butakët. Guri gëlqeror përzihet me materiale të tjera, siç është argjila, dhe më pas nxehet në një furrë në 1,482 gradë Celsius për të krijuar një material të quajtur klinker. Klinkeri, së bashku me disa aditivë, bluhet në një pluhur të imët për të bërë çimento.

Çimentoja më e përdorur sot quhet çimento Portland.

Në varësi të mjedisit, strukturat e çimentos Portland kanë një jetëgjatësi prej 75 deri në 100 vjet, sipas Somayeh Nasiri, një profesoreshë e asociuar e inxhinierisë civile dhe mjedisore në Universitetin e Kalifornisë, Davis. Betoni ka ndryshuar padyshim që që nga përdorimi i tij në kohën romake, por e vërteta është se ai ka ndryshuar që nga shpikja e tij.

Përdorimi i materialeve të ngjashme me betonin daton që nga viti 6500 para Krishtit. Sirianët e Epokës së Gurit zhvilluan aksidentalisht një përbërës ndërtimi inorganik të njohur si gëlqere duke përdorur vatrat e tyre, i cili ndoshta ngrohte shkëmbinjtë përreth në një version primitiv të procesit modern të njohur si kalcinim.

Ndërkohë, Majat në Amerikën Qendrore rreth vitit 1100 para Krishtit. kanë zhvilluar një pararendës të betonit duke përdorur gëlqere të pashuar, e cila prodhohet duke ngrohur gurin gëlqeror në temperatura të larta, duke çliruar dioksid karboni dhe duke shndërruar karbonatin e kalciumit në oksid kalciumi, tha Nasiri.

Por betoni romak ishte një përzierje unike dhe bënte mrekulli.

“Betoni ndërtoi një perandori”, tha për Live Science Kevin Dikus , një profesor i asociuar i shkencave klasike në Universitetin e Oregonit. Sipas Dicusit, romakët e përdornin betonin e tyre që në shekullin e tretë para Krishtit.

Sekretet e betonit romak vijnë si nga përbërësit e tij ashtu edhe nga metodat e përzierjes së tyre.

Një “pikë kthese”, sipas Dicus, ishte pozzolana, ose hiri. Romakët përdornin hirin nga depozitat vullkanike në qytetin italian të Pozzuolit dhe e transportonin atë në të gjithë perandorinë.

Sot, pozolana përfshin shtuf dhe hi fluturues, të cilat janë nënprodukte të djegies së qymyrit. Silica dhe alumini në hi reagojnë me gëlqere dhe ujë në një reaksion pozolanik në temperaturë ambienti, duke rezultuar në beton më të fortë dhe më jetëgjatë. Pozzolana përdoret gjithashtu për të prodhuar çimento hidraulike, e cila mund të ngurtësohet nën ujë.

Një përbërës tjetër kyç janë klastet e gëlqeres, ose copa të vogla gëlqereje të pashuar, tha Dikus. Këto klaste i japin betonit romak aftësinë për t’u vetëriparuar.

Betoni prishet dhe dobësohet me kalimin e kohës, por uji mund të depërtojë në çarjet e tij dhe të arrijë në plasaritjet. Kur reagojnë me ujin, klastet formojnë kristale të quajtura kalcit që mbushin çarjet. Në këtë mënyrë, betoni romak mund të thahet vetë. Për shembull, varri 2,000-vjeçar i Cecilia Metella pranë Romës tregon çarje të mbushura me kalcit, duke treguar se në një moment gjatë ndërtimit të tij, uji aktivizoi klastikët në beton.

Një ekip studiuesish të MIT ilustruan efektin e klastiteve në një studim të vitit 2023 të botuar në revistën Science Advances. Ata analizuan betonin romak me mikroskopë elektronikë skanues dhe rreze X për të parë se çfarë e bënte të fortë dhe për të kuptuar se si ishte ndërtuar, dhe duket se romakët e kanë hamendësuar në mënyrë intuitive këtë mrekulli inxhinierike.

“A ishte kjo thjesht një rastësi e lumtur, apo ata e dinin vërtet se çfarë po bënin?” Dikusi mendoi.

Romakët përdornin gjithashtu një metodë të njohur si përzierje e nxehtë, e cila përfshin kombinimin e gëlqeres së pashuar me puzolanën, ujin dhe përbërës të tjerë, dhe më pas ngrohjen e tyre. Ekipi i MIT zbuloi se kjo metodë ndihmon në zhbllokimin e aftësisë vetë-shëruese të klasteve të gëlqeres dhe mund të rezultojë në forcim më të shpejtë sesa çimentoja e bërë me një tretësirë ​​gëlqereje të pashuar dhe ujë të quajtur gëlqere e shuar, e cila, sipas Dicus, është normë sot.

“Ne ende po zbulojmë disa nga metodat që ata përdorën për të përzier dhe përgatitur materialet”, tha Nasiri.

Në procesin e saj aktual të përzierjes, çimentoja Portland nuk lejon formimin e grumbujve të gurit gëlqeror, shpjegoi Dikus. Klinkeri i prodhuar në furrë bluhet në pluhur të imët, duke shkatërruar çdo grumbull të mundshëm. Në të kundërt, kur romakët ndoshta përzienin të nxehtë gëlqere të pashuar, hi dhe ujë, grumbujt mbetën “si përfshirje të vogla në çimento”, tha ai.

Pavarësisht nëse romakët e kuptuan apo jo shkëlqimin e plotë të recetës së tyre të çimentos, madhështia e saj shkëlqen në jetëgjatësinë e saj. Edhe sot, nuk ka asgjë më të mirë se prekja e një muri romak.

“Kjo është 2,000 vjeçare dhe është po aq e vështirë sa dita kur u hodh”, tha Dikus.