Betonul roman, secretul construcțiilor care au rezistat mii de ani. Secretul unei tehnologii pierdute

Multe dintre aceste construcții au fost realizate din beton. Celebrul Panteon din Roma, care are cea mai mare cupolă din beton nearmat din lume și a fost inaugurat în anul 128 d.Hr., este încă intact. Mai mult, unele apeducte romane antice furnizează și astăzi apă orașului Roma. În același timp, multe construcții moderne din beton s-au degradat după doar câteva decenii. Iată de ce este atât de rezistent betonul roman.

Ce este betonul roman

Cel mai utilizat material de construcție în prezent este betonul. Acesta poate fi folosit într-o multitudine de lucrări și proiecte de construcții. Este folosit adesea pentru lucrări simple, precum realizarea drumurilor, însă betonul poate fi utilizat și în proiecte mult mai complexe.

Deși civilizația romană antică nu a fost cea care a descoperit betonul, romanii au fost primii care au folosit pe scară largă betonul ca material de construcție.

Civilizația romană a început ca o așezare italică în Peninsula Italică, în anul 753 î.Hr. În perioada sa de maximă expansiune, în anul 117 d.Hr., civilizația romană se întindea pe aproximativ 5 milioane de kilometri pătrați și stăpânea între 50 și 90 de milioane de oameni, adică aproximativ 20% din populația lumii de la acea vreme.

Romanii controlau teritorii din Africa, Europa și Orientul Mijlociu. Această civilizație a adus numeroase progrese în lume, inclusiv în domenii precum tehnologia, dreptul, arta, administrația, arhitectura și, după cum am menționat deja, betonul.

Romanii antici au folosit betonul pentru a construi structuri precum celebra cupolă a Panteonului sau porturi din Marea Mediterană, printre care Caesarea Maritima.

În mod remarcabil, cupola Panteonului se află încă în picioare și este una dintre atracțiile turistice cunoscute ale Romei. Și alte structuri sau ruine romane realizate din beton pot fi văzute și astăzi.

Această durabilitate se datorează compoziției speciale a betonului folosit de romani. Longevitatea betonului roman a rămas un mister pentru mulți cercetători până în 2014, când oamenii de știință au ajuns la o concluzie cu privire la originea acesteia.

Exemple de clădiri și monumente unde s-a folosit betonul roman

Cupola Panteonului este una dintre cele mai cunoscute structuri construite din beton roman antic care poate fi văzută și astăzi. Cupola a fost finalizată în jurul anului 127 d.Hr., în timpul domniei împăratului Hadrian. Panteonul a fost conceput ca un templu dedicat zeilor romani.

Unul dintre cele mai impresionante elemente arhitecturale ale construcției este cupola, care are un diametru de 142,4 picioare, adică aproximativ 43,4 metri. La momentul construirii, aceasta era cea mai mare cupolă realizată vreodată. Și în prezent este cea mai mare cupolă din beton nearmat din lume.

În centrul cupolei se află un oculus cu un diametru de aproximativ 8,2 metri. Această deschidere permite pătrunderea luminii naturale și a aerului în interiorul Panteonului, dar și a apei de ploaie.

Romanii au acordat o atenție deosebită proiectării și construirii cupolei Panteonului. Agregatele folosite în beton deveneau treptat mai ușoare pe măsură ce construcția se apropia de partea centrală a cupolei. Astfel, partea superioară era mai puțin densă, ceea ce reducea greutatea și presiunea exercitată asupra structurii.

Din ce era făcut betonul folosit de romani

Betonul roman antic era obținut dintr-un amestec de cenușă vulcanică, cunoscută și sub numele de puzzolană, var și apă, care forma un mortar.

Mortarul era apoi amestecat cu agregate, de obicei bucăți de rocă, pentru a obține betonul roman antic. După amestecarea mortarului cu agregatele, compoziția era turnată și, în timp, se întărea, conferind betonului rezistența sa.

Cenușa vulcanică sau puzzolana conține atât siliciu, cât și alumină, elemente esențiale pentru producerea unei reacții chimice. Atunci când apa sărată intră în contact cu betonul roman antic, între puzzolană, var și apa sărată are loc o reacție chimică în urma căreia se formează un cristal rar, numit tobermorit.

De ce betonul roman a rezistat atât de mult

Betonul roman, cunoscut sub denumirea de opus caementicium, este durabil, versatil și are capacitatea de a se „vindeca” singur. Aceste proprietăți au făcut posibil ca structuri precum Panteonul, vechile apeducte romane și chiar anumite părți ale Colosseumului să reziste timp de două milenii, în timp ce unele clădiri brutaliste din anii 1960, construite din beton modern, se degradează.

Se credea că rețeta pentru prepararea betonului roman s-a pierdut în Antichitate. Romanii foloseau o tehnică numită „amestecare la cald”, prin care varul nestins era adăugat direct peste cenușă vulcanică, apă, nisip și agregate. Amestecarea la cald permitea întărirea rapidă a materialului și, implicit, producerea betonului într-un timp mai scurt, conform Britannica.

Timp de mulți ani, cercetătorii au presupus că cenușa vulcanică din zona Pozzuoli, în Italia, cunoscută drept material puzzolanic, era responsabilă pentru durabilitatea betonului roman. Deși materialul puzzolanic contribuie la consolidarea structurii, cercetătorii cred acum că fragmentele de var sunt cele care îi conferă betonului capacitatea de a se „vindeca” singur.

Fragmentele de var sunt mici bucăți albe de calcar, considerate anterior dovezi ale unei amestecări necorespunzătoare. Amestecarea la cald lăsa aceste fragmente de var încorporate în mortar. Deoarece calcarul este bogat în calciu, fragmentele funcționează ca niște rezerve de calciu.

Atunci când apar fisuri în betonul roman, apa pătrunde în interior și dizolvă calciul din fragmentele de var. Calciul ajunge apoi să umple fisurile și se întărește sub forma unui nou material mineral, sigilând astfel deteriorarea.