Muinaiset roomalaiset olivat taitavia insinöörejä, jotka rakensivat kaikkea teistä ja akvedukteista satamiin ja näyttäviin rakennuksiin. Monet rakennuksista on tehty betonista, ja osa niistä on ällistyttävän hyvässä kunnossa ollakseen noin 2 000 vuotta vanhoja.
Yksi hyväkuntoisista antiikin Rooman rakennuksista on Pantheonin temppeli, joka rakennettiin Marsin kentälle noin vuonna 120 jaa.
600-luvulta lähtien kristillisenä kirkkona toimineessa Pantheonissa erityistä on sen kuulun arkkitehtuurin lisäksi, että sen kupoli on maailman suurin raudoittamattomasta betonista tehty kupoli.
Juuri kupolin kestävyys on aiheuttanut ihmetystä maailman insinöörien ja tutkijoiden keskuudessa.
Pantheonin kupoli on edelleen kunnossa lähes 2 000 vuoden jälkeenkin, mutta uudemmissa betonirakennuksissa betoni alkaa usein halkeilla ja muuttua huokoisemmaksi jo muutamassa vuosikymmenessä.
Arvoitus ratkesi
Roomalaisten käyttämää betonia tutkittaessa paljastui, miksi muinaiset rakennukset ovat yhä edelleen pystyssä.
Italian Privernumissa (nyk. Priverno) tehdyiltä arkeologisilta kaivauksilta otetun betoninäytteen kuva paljastaa, että betonin seassa on runsaasti kalkkikiveä (punaisella). Lisäksi betonin seassa on myös piidioksidia (sinisellä) ja alumiinia (vihreällä).
Kävi ilmi, että betonin seassa on pieniä kalkkikiteitä, jotka erottavat sen nykyaikaisesta betonista.
”Nykybetonissa ei ole kalkkikiteitä, joten siksi oli kiinnostavaa selvittää, miksi kalkkia käytettiin betonissa Rooman valtakunnan aikoihin”, sanoo professori Admir Masic Massachusetts Institute of Technologysta Yhdysvalloista.
Yhdessä Harvardin yliopiston ja sveitsiläisten ja italialaisten laboratorioiden kanssa MIT:n insinöörit hyödynsivät korkearesoluutioista kuvaa ja niin kutsuttua kemiallista kartoitusta tutkiakseen kalkkikiteitä tarkemmin.
Korjaavia ominaisuuksia
Syy roomalaisten betonin kestävyyteen löytyy sen ajan sekoitusmenetelmästä. Roomalaiset nimittäin kuumensivat betonia, jolloin kalkkikiteet muuttuivat huokoisiksi.
Kun betoniin alkoi ilmestyä pieniä halkeamia, vesi pääsi kosketuksiin huokoisten kalkkikiteiden kanssa.
Tutkijoiden mukaan tästä syntyy kalkkipitoista seosta, joka kristallisoituu eli kiteytyy ja täyttää halkeamat.
Testatakseen teoriaansa tutkijat valmistivat betonia ikivanhalla reseptillä, tekivät sitten halkeamia betoniin ja kaatoivat lopuksi niihin vettä.
Kahden viikon kuluttua halkeamat olivat täyttyneet, eikä vesi päässyt enää betonin sisään.
Tutkijat hyödyntävät tutkimustuloksiaan nyt saadakseen markkinoille uusvanhaa, vahvempaa betonia.