Historiassa on monia viittauksia antiikin betoniin, muun muassa 1. vuosisadalla jKr. eläneen kuuluisan roomalaisen oppineen Plinius Vanhemman kirjoituksissa, joka kuoli Vesuviuksen purkauksessa vuonna 79 jKr. Plinius kirjoitti, että parasta meribetonia valmistettiin tulivuoren tuhkasta, jota löydettiin Napolinlahden ympärillä olevilta alueilta, erityisesti nykyisen Pozzuolin kaupungin läheltä. Sen hyveet tulivat niin tunnetuiksi, että tuhkaa, jolla on samankaltaisia mineraaliominaisuuksia – riippumatta siitä, mistä päin maailmaa sitä on löydetty – on kutsuttu pozzolaaniksi.

Analysoimalla Pozzuolin lahden aallonmurtajasta otetun sementin mineraalikomponentteja U.C. Berkeleyn laboratoriossa sekä Saudi-Arabiassa ja Saksassa sijaitsevissa laitoksissa kansainvälinen tutkijaryhmä sai selville roomalaisen sementin kestävyyden ”salaisuuden”. He havaitsivat, että roomalaiset valmistivat betonia sekoittamalla kalkkia ja vulkaanista kiveä laastiksi. Vedenalaisten rakenteiden rakentamiseksi tämä laasti ja vulkaaninen tuffi pakattiin puumuottiin. Merivesi käynnisti sitten kemiallisen reaktion, jossa vesimolekyylit hydratoivat kalkin ja reagoivat tuhkan kanssa sementoiden kaiken yhteen. Tuloksena syntynyt kalsium-alumiinisilikaattisilikaattihydraatti (C-A-S-H) -sidos on poikkeuksellisen vahva.

Vertauksena Portlandsementistä (yleisin nykyaikainen betoniseos) puuttuu kalkin ja vulkaanisen tuhkan yhdistelmä, eikä se sitoudu hyvin verrattuna roomalaiseen betoniin. Portlandsementti, jota on käytetty lähes kaksi vuosisataa, pyrkii kulumaan erityisen nopeasti merivedessä, ja sen käyttöikä on alle 50 vuotta. Lisäksi portlandsementin valmistus tuottaa huomattavan määrän hiilidioksidia, joka on yksi haitallisimmista niin sanotuista kasvihuonekaasuista. Kalifornian yliopiston Berkeleyn rakennus- ja ympäristötekniikan professorin ja roomalaista betonia analysoivan ryhmän johtavan tutkijan Paulo Monteiron mukaan vuosittain käyttämiemme 19 miljardin tonnin portlandsementin valmistus ”aiheuttaa 7 prosenttia siitä hiilidioksidista, jota teollisuus päästää ilmaan.”

Sen lisäksi, että roomalainen betoni on kestävämpää kuin portlandsementti, sen tuottaminen näyttäisi olevan myös kestävämpää. Portlandsementin valmistuksessa hiilidioksidipäästöjä syntyy poltettavasta polttoaineesta, jota käytetään kalkkikiven ja saven seoksen lämmittämiseen 1 450 celsiusasteeseen (2 642 Fahrenheit-astetta), sekä itse lämmitetystä kalkkikivestä (kalsiumkarbonaatista). Roomalaiset käyttivät betoninsa valmistukseen paljon vähemmän kalkkia ja valmistivat sen 900 celsiusasteessa (1 652 celsiusastetta) tai sitä alhaisemmassa lämpötilassa poltetusta kalkkikivestä, mikä kulutti paljon vähemmän polttoainetta.

Tutkijoiden analyysi roomalaisesta betonista valottaa nykyisiä nykyaikaisia betoniseoksia, joita on käytetty ympäristöystävällisempinä osittaisina Portland-sementin korvikkeina, kuten vulkaanista tuhkaa tai hiiltä polttavista voimalaitoksista peräisin olevaa lentotuhkaa. Monteiro ja hänen kollegansa ehdottavat myös, että muinaisten roomalaisten käyttämien materiaalien ja tuotantotekniikoiden käyttöönotolla voitaisiin tuottaa pitkäikäisempää betonia, joka tuottaa vähemmän hiilidioksidia. Monteiro arvioi, että pozzolanilla, jota löytyy monista maailman kolkista, voitaisiin mahdollisesti korvata ”40 prosenttia maailman portlandsementin kysynnästä”. Jos näin on, antiikin Rooman rakentajat saattavat olla vastuussa todella vallankumouksellisesta vaikutuksesta nykyarkkitehtuuriin – yksi massiivinen betonirakenne kerrallaan.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.