Podivuhodný beton antického Říma vylepšuje koroze slanou vodou  
Moderní beton je mořským vlnám k smíchu. Šplouchání slané vody ho za pár desetiletí zlikviduje. Beton Římské říše ale vydrží v moři dva tisíce let. Jak je to možné?
Výzkum římského betonu přímo v moři, Kredit: J. P. Oleson.
Výzkum římského betonu přímo v moři, Kredit: J. P. Oleson.

Kolem roku 79 našeho letopočtu Plinius Starší ve svém díle Naturalis Historia popsal, jak betonové konstrukce v římských přístavech čelí neustálým útoků agresivní slané vody. A přesto podle Plinia stojí jako by to byl jednolitý kámen, s nímž vlny nic nezmohou, každý den silnější a silnější.

 

Marie Jackson uprostřed. Kredit: M. Jackson.
Marie Jackson uprostřed. Kredit: M. Jackson.

Zní to jako básnická licence, ale Plinius Starší moc nepřeháněl. Stačí se zajít podívat do některého z antických přístavů Římské říše. Zatímco naše betonové konstrukce v moři odcházejí během pár desetileté, římské stavby stále stojí, už dva tisíce let. Římský beton náleží k těm největším divům, které nám po antické říši zbyly.

 

Potíž je v tom, že když se Řím zhroutil, tak přišla staletí temna a mnoho římských znalostí se v nich nenávratně ztratilo. Týká se to i receptu na římský superbeton, který se neobjevil ani při cíleném pátrání v historických pramenech. Přibližně tušíme, jak to asi Římané dělali, ale to nestačí. Vědci usilovně pracují na tom, aby rekonstruovali prakticky použitelný pracovní postup. Římský beton zkoumal i tým, který vedla Marie Jackson z Univerzity v Utahu. Jejich studii nedávno zveřejnil časopis American Mineralogist. Detailně analyzovali minerály a mikrostruktury v římském betonu, přičemž zjistili, že když tímto betonem prolíná mořská voda, tak v něm rostou nové krystalky a zajišťují betonu ještě větší pevnost, než měl na počátku.

Mikrostruktura římského betonu. Kredit: M. Jackson.
Mikrostruktura římského betonu. Kredit: M. Jackson.

Římané vyráběli beton tak, že nejprve smísili jemný sopečný popel pucolán s páleným, tedy nehašeným vápnem a mořskou vodou. Tím jim vznikla malta, kterou poté smíchali se štěrkem ze sopečných hornin a vytvořili beton. Kombinace sopečného popela, vody a páleného vápna vedla k takzvané pucolánové reakci, při které složitým způsobem reagují oxidy křemíku a hliníku s hydroxidem vápenatým.

Vzácné krystalky tobermoritu. Kredit: Rob Lavinski / Wikimedia Commons.
Vzácné krystalky tobermoritu. Kredit: Rob Lavinski / Wikimedia Commons.

 

V dnešním cementovém betonu se oproti tomu používá inertní písek a štěrk, aby tam k podobným chemickým reakcím nedocházelo, protože modernímu betonu škodí. Háček je v tom, že produkty pucolánové reakce velmi závisejí na konkrétních podmínkách reakce i poměru použitých surovin a různých přísad. Nemusí to být složité, ale bez znalosti receptu je nesmírně těžké římský beton napodobit. Pokud bychom to dokázali, tak by byl skvělý do všech přístavních staveb i jinam, kde beton musí čelit podobným podmínkám.


Jacksonová a spol. zkoumali vzorky, které získali vrtáním do původních římských betonových staveb, již po dva tisíce let omývaných vlnami Středozemního moře. Používali k tomu rozmanité metody, včetně mikrodifrakce a mikrofluorescence na zařízení Advanced Light Source v laboratořích Lawrence Berkeley National Laboratory.


Badatelé zjistili, že se v mikrostruktuře římského betonu objevují nárosty minerálů z hlinitého Al-tobermoritu a zeolitu phillipsitu. Jejich původ v římském betonu pro ně ale byl zpočátku záhadou. Nakonec dospěli k tomu, že tyto minerály rostou, když do mikrostruktury betonu proniká mořská voda a rozpouští složky použitého sopečného popela. Postupně narůstající krystaly Al-tobermoritu a phillipsitu přitom díky své struktuře zesilují pevnost betonu. Koroze slanou vodou je obvykle hodně špatná věc. Římskému betonu ale svědčí, jako nic jiného. 

Video:  How seawater strengthens Roman concrete


Literatura
University of Utah 4. 7. 2017, American Mineralogist online 3. 7. 2017.

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 09.07.2017
Tisk článku

Vysokohodnotný betón - Hudoba
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 199 Kč
cena: 199 Kč
Vysokohodnotný betón
Hudoba
Související články:

V čem spočívalo tajemství betonu Římanů?     Autor: Stanislav Mihulka (05.06.2013)
Podivuhodný upsalit objeven omylem … v Uppsale     Autor: Stanislav Mihulka (26.08.2013)
Synchrotron odhaluje záhady betonu antického Říma     Autor: Stanislav Mihulka (17.12.2014)



Diskuze:




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