V čem spočívalo tajemství betonu Římanů?  
Synchrotronová pracoviště odhalují strukturu římského podmořského betonu, který odolal oceánu už 2 tisíce let. Snad se nám konečně povede v tomto směru Římany důstojně napodobit.


 

Zvětšit obrázek
Vzorek betonu z Pozzuoli, vpravo detail krystalů Al-tobermoritu. Kredit: LBNL.


 

Paulo Monteiro. Kredit: UC Berkeley.

Beton je vlastně stavebním materiálem od těch nejstarší dob, co lidé staví. Vždy se skládá z pojiva a plniva, přičemž po zatuhnutí pojiva vznikne pevný slepenec. V Asýrii používali jako pojivo jíl, v Egyptě zase sádru. Dnes se nejčastěji používá cementový beton, v němž je pojivem cement, plnivem kamenivo – zrnitý materiál do velikosti zrn 125 mm, a pak také voda. Cementový beton je přitom vynálezem republikánského Říma, kde ho používali již zhruba 200 let před naším letopočtem. Římané přidávali do pojiva jemný písečný sopečný popel pucolán, který zajistil jejich betonu skvělé vlastnosti.


Po druhé světové válce vznikaly betonové stavby s předpokládanou životností 50 let. Mnoho z nich ještě stojí a přesluhuje. V dnešní době stavíme z betonu tak, aby stavba vydržela 100 až 120 let. Ani to ale není žádná sláva. Ve Středomoří jsou k vidění přístavní konstrukce Římanů z betonu, které jsou 2 tisíce let vystavené působení vln a chemie mořské vody. Přesto stále stojí. Vše nasvědčuje tomu, že beton Římanů, včetně celé jeho výrobní technologie byl v mnoha ohledech podstatně kvalitnější, než je ten současný. Jak je to vůbec možné?


Po stopě tajemství 2 tisíce let starého betonu se pustil s týmem spolupracovníků Paulo Monteiro z Lawrence Berkeley National Laboratory a také z Kaliforské univerzity v Berkeley.

Zvětšit obrázek
Místo odběru vzorků v zálivu Pozzuoli. Kredit: LBNL.

Římané dělali beton pro podmořské konstrukce tak, že si připravili matlu smísením vápence s pucolánem a touto maltou a sopečným tufem naplnili dřevěné bednění, v němž poté betonové prvky ponořili do mořské vody. Monteiro a spol. využili experimentálních zařízení pracoviště Advanced Light Source v Lawrence Berkeley National Laboratory a spolu s nimi další pracoviště Kalifornské univerzity v Berkeley, saudsko arabské Technické a přírodovědecké univerzity krále Abdalláha a také berlínského zařízení BESSY. S jejich pomocí analyzovali vzorky římského podmořského betonu z antického přístavu Baiae, v zálivu Pozzuoli z oblasti sopky Vesuv. Nakonec odhalili celou řadu zajímavých rozdílů mezi dnešním a antickým podmořským betonem.

 

Zvětšit obrázek
Sopečný písek pucolán. Kredit: University of Victoria.


V dnešním betonu se po zavodnění spojuje vápník se silikáty a hydráty (C-S-H). V římském betonu s pucolánem je více zastoupený hliník a je v něm méně křemíku. Vzniklé spojení vápníku, hliníku, silikátů a hydrátů (C-A-S-H) je výjimečně stabilním pojivem. Synchrotronová rentgenová spektroskopie ukázala, že právě specifická role hliníku v C-A-S-H je nejspíš klíčem k zázraku římského podmořského betonu.


 

Zvětšit obrázek
Záliv Pozzuoli. Kredit: Maurice Chédel, Wikimedia Commons.

Další významný objev se týkal hydrosilikátů v betonu. Teoreticky by v dnešním betonu měly vznikat struktury připomínající minerály tobermorit či jennit. Zatím je tam prý ale ještě nikdo neviděl. V římském podmořském betonu ale tobermorit je a Monteiro s kolegy experimentálně potvrdili, že jeho forma s hliníkem (Al-tobermorit) poskytuje betonu velkou pevnost a trvanlivost. Badatelům se podařilo nalézt i další minerály obsažené v antickém betonu a také odhalili detaily jeho výrobního postupu. Římané podle všeho při výrobě cementu užívali mnohem nižší teplotu, tj. 900 stupňů Celsia namísto dnešních 1 450 a oproti nám přitom spotřebovali jenom jednu desetinu cementu.


Římský podmořský beton by teď mohl významně inspirovat naše technologie ve stavebnictví. Pucolánu je po světě spousta a kdo by nechtěl ušetřit materiál a energii potřebné při výrobě cementu? Římané by na nás jistě byli pyšní, vždyť se nám po 2 tisících letech už skoro povedlo je napodobit.

 


 


Literatura

Lawrence Berkeley National Laboratory News 4.6. 2013, Wikipedia (Concrete, Pozzolana).

 

 

Datum: 05.06.2013 11:46
Tisk článku

Řím - Kerrigan Michael
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 89 Kč
cena: 75 Kč
Řím
Kerrigan Michael

Diskuze:

Proč se chcete všichni stát staviteli pyramid

Jaroslav Santner,2013-06-06 14:54:01

Já moc dobře ty snahy nechápu. Všechny stavby jsou projektovány na určitou dobu životnosti a po čase se musejí nákladně likvidovat. Čím méně kvalitní materiál, tím snazší je likvidace. Výjimku tvoří jen některé stavební materiály, které jsou snadno recyklovatelné. Například plné, kvalitně vypálené cihly nebo opracované žulové kameny. Beton mezi ně rozhodně nepatří. Podle mého názoru pro příští generace byla nejšetrnější ta civilizace, která stavěla výhradně dřevěné stavby. Nezanechala po sobě příliš stop a nezatížila přírodní prostředí. Víme o nich zpravidla tak málo, že se ani nedohadujeme. Nemusíme po nich nic opravovat ani bourat.

Odpovědět


Další druh materiálu se hodí

Vojtěch Kocián,2013-06-06 20:29:07

Některé stavby by měly mít životnost v řádu staletí. Třeba přehrady, mosty nebo úložiště jaderného odpadu. Odolnější materiál na stavby, které by měly vydržet, nemůže škodit. Nikdo neříká, že se z toho musí stavět všechno. A i kdyby ano, mezi naším a římským betonem není zas tak velký rozdíl, aby se to při bourání výrazněji projevilo. Ponechat stavbu samovolně rozpadnout uprostřed města nejde, ať už je z jakéhokoliv materiálu. Bourat se musí. Pokud by se mezitím ocitla v divočině, tak betonový skelet přírodě nijak nevadí. Naopak, stane se útočištěm mnoha tvorů. A je tu i čistě archeologické hledisko.

Odpovědět

Zkoumali to

Ondřej Almássy,2013-06-06 10:36:00

a vědělo se, že za kvalitou bteonu zřejmě bude složení pucolánu a tufu.
Až teď to však experimentálně dokázali. Jinak napodobovat římský beton se pokoušejí již od "druhého vynálezu cementu"
Nejsem si jistý, ale to že při výrobě měli nižší teplotu, asi neznamená že byl cement kvalitnější, jen ty ostatní složky jim dovolily ho použít míň.

Odpovědět

Sopečný popol miesto piesku?

Rudolf Dovičín2,2013-06-05 15:24:17

To majú byť tie zníženia nákladov?
Mne to príde ako zvýšenie níkladov...

Odpovědět


Nesprávne umiestnenie.

Rudolf Dovičín2,2013-06-05 15:25:14

(To patrilo Michalovi Lichvarovi dole.)

Odpovědět


Znizenie nakladov

Michal Lichvar,2013-06-05 16:36:19

Kedze pri ziskavani cementu treba nizsej teploty a staci ho 10% ... nie je cement najdrahsia zlozka betonu?

Odpovědět

Historicke zaznamy

Michal Lichvar,2013-06-05 13:58:15

Ako je mozne, ze ich vieme napodobnit az teraz? To neexistovali historicke zaznamy, ako robili beton? Bola nutna analyza?

My chcete povedat, ze dosial ziadna stavebna firma na svete s tym v ramci znizenia nakladov neprisla?

Odpovědět


Doba temna Středověku.

Ondi Vo,2013-06-05 15:04:33

Myslím si, že na vině je všeobecný úpadek kultury, tedy i stavebnictví po rozkladu Římské říše.
Ve středověké Evropě bylo hlavním tématem náboženství a "staré" spisy, neprotkané biblickými průpovídkami, byly buď přímo zničeny a nebo ponechány svému osudu být sežrány myšma.

Cement se potřebuje, pravda a připravuje se i u nás z dostupného materiálu. Jak je to u nás s výskytem a kvalitou vhodného sopečného popele nevím.

Ostatně se v současnosti snaží tzv. experimentální archeologie přijít na kloub zapomenutým procesům a metodám. A to je dobře.

Odpovědět


Zaznamy

Michal Lichvar,2013-06-05 16:59:13

Ja som to pochopil tak, ze sa nejaky zaznam zachoval a az teraz ho dolozili experimentalne.

Kazdopadne aj tak sa tomu divim, z betonu staviame hadam 100 rokov, archeologia je tu dlhsie a ten ich beton je tu 2000 rokov. Ze to este doteraz nik neskumal?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace