• Eski Romalılar usta inşaatçılar ve mühendislerdi. Ve yarattıkları bu mimari harikalar, benzersiz bir yapı malzemesine dayanıyor: Roma yapılarına inanılmaz bir güç veren olağanüstü derecede dayanıklı bir malzeme olan puzolanik beton.
• Bugün bile, yapılarda kullanılan malzemelerden biri olan Pantheon, yapıların bozulmamasını sağlayarak yaklaşık 2.000 yaşında, dünyanın en büyük donatısız beton kubbesi rekorunu elinde tutuyor.

Bu betonun özellikleri genel olarak bileşenlerine atfedilir: pozzolana volkanik kül karışımı, adını İtalya’nın Pozzuoli kentinden almış bir tür kireç. Su ile karıştırıldığında ise, iki malzeme reaksiyona girerek güçlü beton üretiliyor.

Ancak, ortaya çıktığı gibi, tüm hikaye bu değil. Massachusetts Institute of Technology (MIT) liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, malzemelerin düşündüğümüzden biraz farklı olmasının yanı sıra bunları karıştırmak için kullanılan tekniklerin de farklı olduğunu keşfetti.

MIT’den malzeme bilimcisi Admir Masic Ocak 2023’te yaptığı açıklamada, “Bu kireç kırıntılarının varlığının basitçe düşük kalite kontrolüne atfedildiği fikri beni her zaman rahatsız etmiştir. Romalılar, yüzyıllar boyunca optimize edilmiş tüm ayrıntılı tarifleri takip ederek olağanüstü bir yapı malzemesi yapmak için bu kadar çaba harcadıysa, iyi karıştırılmış bir nihai ürünün üretimini sağlamak için neden bu kadar az çaba sarf etsinler?” diyor.

Masic ve MIT inşaat mühendisi Linda Seymour liderliğindeki ekip, İtalya’daki Privernum arkeolojik alanından alınan 2.000 yıllık Roma beton örneklerini dikkatle inceledi. Bu numuneler, kireç kırıntılarını daha iyi anlamak için geniş alanlı taramalı elektron mikroskobu, enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi, toz X-ışını kırınımı ve konfokal Raman görüntülemeye tabi tutuldu.

Ekibin analizine göre Roma betonu, muhtemelen sönmemiş kirecin doğrudan puzzolana ve son derece yüksek sıcaklıklardaki su ile tek başına; veya sönmüş kirecin yanı sıra ekibin “sıcak karıştırma” olarak adlandırdığı ve kireç kırıntılarıyla sonuçlanan bir işlemle karıştırılmasıyla yapılmış.

Ve başka bir faydası daha var: Kireç taneleri, betona dikkate değer bir şekilde kendi kendini iyileştirme yetenekleri kazandırıyor.

Betonda çatladığında bu çatlaklar, tercihen matristeki diğer parçacıklardan daha yüksek yüzey alanına sahip olan kireç kırıntılarına doğru ilerler. Su çatlağa girdiğinde, kalsiyum açısından zengin bir çözelti oluşturmak için kireçle reaksiyona girer ve kalsiyum karbonat olarak kuruyarak sertleşir; çatlağı tekrar birbirine yapıştırır ve daha fazla yayılmasını önler.

Bu, betondaki çatlakların kalsit ile doldurulduğu 2.000 yıllık başka bir yer olan Caecilia Metella Mezarı’ndaki betonda da gözlemlendi. Ayrıca, 2.000 yıl önce inşa edilen deniz duvarlarından elde edilen Roma betonunun, okyanus tarafından sürekli hırpalanmasına rağmen neden binlerce yıldır bozulmadan hayatta kaldığı da böylelikle açıklanabilir.

Ekip şimdi betonlarını mevcut betonlara göre daha çevre dostu bir alternatif olarak ticarileştirmeye çalışıyor.

Derleyen: Ceren Korkmaz