Rooma betoon on juba peaaegu kaks tuhat aastat üllatanud sellega, et paljud antiiksed ehitised seisavad endiselt püsti. Pikka aega on vaideldud selle üle, mis täpselt andis sellele niisuguse vastupidavuse, sest hilisemate ajastute rajatised lagunesid sageli palju kiiremini. Pompēiast tehtud värske avastus on toonud meid selgele vastusele lähemale.
Pilt justkui ajas peatunud ehitusplatsist
Vulkaanilise tuha kihi alt leidsid arheoloogid erakordselt hästi säilinud, justkui pooleli jäänud ehitusplatsi. Seal seisis korrapäraselt ladustatud materjalihunnikuid, sealhulgas neid komponente, millest segati kuulus Rooma betoon. See betoon on seotud selliste ehitistega nagu Pantheon, mille hiiglaslik kuppel püsib siiani ilma lisatugevdusteta.
Materjaliteadlaste analüüsist selgus, et roomlased kasutasid teistsugust segamistehnikat, kui seni oli arvatud. Ilmnes, et saladus ei seisnenud üksnes koostises, vaid ka protsessis, mis andis betoonile eriliselt vastupidavad omadused. See arusaam muudab meie senist pilti vanaaja insenerikunstist.
Karus segamine ehk „kuumsegu“ tehnika
Karus segamine oli võtmevõte, mida roomlased praktiseerisid. Nad segasid kuivad koostisosad – vulkaanilise tuha segu ehk pozzolana ja kustutamata lubja – omavahel kõigepealt kuivalt, ning alles seejärel lisati vesi. Vee reageerimisel lubjaga eraldus väga suur kogus soojust.
Sellel kuumusel oli mitu olulist tagajärge. Kõrge temperatuur võimaldas moodustuda ühenditel, mis tavapärasel, jahedamal segamisel ei teki. Lisaks kivistus segu kiiremini, mis lubas ehitustel edeneda nii nobedamalt kui ka töökindlamalt.
Betoon, mis parandab end ise
Karus segamine jättis betooni sisse lubjatükid, justkui väikesed kivikesed. Just need andsid materjalile võime end ise parandada. Kui betooni tekkis pragu, levis see enamasti nende lubjasõlmede suunas.
Kui vesi tungis prakku, reageeris see lubjaga ja moodustus kaltsiumirikas lahus. Selle kuivamisel tekkis kaltsiumkarbonaat, mis täitis ja „liimis kinni“ prao. Nii peatus prao levik ega süvenenud enam, isegi väga pika aja jooksul.
Vitruviuse mõistatus ja Pompēia tõendid
Teadlasi on kaua segadusse ajanud asjaolu, et säilinud Rooma betooni näidised ei ühtinud täielikult arhitekt Vitruviuse kirjeldusega. Vitruvius rõhutas, et lubi tuleb kõigepealt veega kustutada ja alles siis segada tuha sisse. Selline meetod ei seletanud aga kuidagi neid lubjatükke, mida päris proovidest selgelt nähti.
Pompēiast leitud kuivad ja ette segatud materjalihunnikud said otsustavaks tõendiks. Isotoopanalüüs kinnitas, et pozzolana, kustutamata lubi ja lubjatükid olid kokku segatud juba enne vee lisamist. See näitab, et karus segamine oli mitte ainult tegelik, vaid ka laialdaselt kasutusel olnud praktika.
Mida see tähendab tänapäeva ehitusele?
See avastus on oluline mitte ainult ajalooteadlastele, vaid ka kaasaegsele ehitusele. Tänapäeva betoon kaotab sageli oma tugevuse juba mõnekümne aastaga ning selle tootmine koormab keskkonda. Kui õnnestuks oluliselt suurendada vastupidavust, saaks vähendada nii jäätmete hulka kui ka ressursside raiskamist.
Teadlased rõhutavad, et pole vaja Rooma retsepti pimesi kopeerida. Piisab, kui üle võtta mõned põhimõtted – näiteks kasutada protsesse, mis annavad betoonile sisemise, isetervendava võime. Nii võib antiikne kogemus saada aluseks uutele, vastupidavatele ja taastuvatele ehitusmaterjalidele.
