Beton starých Římanů s věkem tvrdne, zatímco moderní zvětrává. Tajemstvím je mořská voda

11. červenec 2017
Pantheon v Římě

Američtí vědci na stránkách magazínu American Mineralogist konečně odhalili, proč stavební metody a materiály antických Římanů vykazují tak vysokou trvanlivost. „Naše zjištění mohou pomoci i současným developerům a stavitelům,“ tvrdí experti.

Římské stavby stojí i 1500 let poté, co se legionáři poroučeli z dějin, teprve nyní se ale badatelům podařilo prolomit tajemství jejich betonu. Ten se osvědčil zejména při stavbě přístavních hrází, mol a vlnolamů. Na rozdíl od dnešních materiálů římský beton časem stále více tvrdne a zpevňuje se, zatímco náš beton je porézní a zvětrává.

Podle amerických vědců je za úspěchem neobvyklý římský recept – beton neboli umělý kámen vyráběli z vulkanického popela, vápence, mořské vody a drti z vyvřelých hornin. Badatelé zjistili, že mořská voda reaguje v cementu s vulkanickou horninou a vytváří nové minerály, které beton dále zpevňují. „Svou metodu rozvíjeli velmi dlouho, ale byli to mimořádně inteligentní lidé a nakonec uspěli,“ napsala v magazínu American Mineralogist spoluautorka studie, geoložka Marie Jacksonová z univerzity v Utahu.

Podle ní si Římané velmi dobře uvědomovali, jaký vynález se jim podařilo objevit. Plinius Starší ve své nejslavnější přírodovědné encyklopedii, 37svazkové Naturalis Historia poeticky píše, že beton „vzdoruje i mořským vlnám a den ze dne sílí“.

Vulkanické horniny se vyplatí

Na stavbu kupole Pantheonu byl pravděpodobně vůbec poprvé použit litý pucolánový beton

Tým vědců již dříve analyzoval vzorky betonu z přístavních hrází a nalezl v nich velmi ojedinělý druh minerálu, takzvaný toberomorit hlinitý, který lze připravit jen velmi obtížně. Podle Jacksonové musel začít vznikat hned v první fázi smíchání cementu a jeho tvorbu usnadnilo teplo z chemické reakce.

Jenomže nyní badatelé objevili, že toberomorit se dál rozrůstal strukturou betonu a vytvářel v něm zpevňující mřížku. Navíc vědci v jeho sousedství objevili další minerál zvaný phillipsit.

Zásluhu na tom měla podle nich mořská voda, která postupně rozpustila vulkanické krystaly i vyvřelé sklo a nahradila je zmíněnými minerály. Proto beton v čase zpevňoval a praskliny se samovolně zaplňovaly. Naopak moderní beton, který chemicky vychází pouze z portlandského cementu, po zatvrdnutí už žádné změny neprodělává. Jakékoli povětrnostní vlivy pak už jeho strukturu pouze rozrušují.

„Výzkum nám otevřel radikálně nový pohled na to, jak by měl beton vznikat. Nikdy jsme si nemysleli, že korozivní procesy mohou vytvořit obohacený mineralizovaný cement a zpevnit ho pro budoucí staletí,“ píše Jacksonová.

Objev je zvlášť významný pro přístavní stavby, mění však celkový pohled na moderní pojetí betonu, který je závislý na kvalitě vápence a vysokých teplotách jeho vzniku. Vědci ve svém článku v magazínu American Mineralogist také doporučili daleko větší využití vulkanických materiálů ve stavebnictví.