Tajemství nesmrtelného betonu: Vědci z MIT odhalili, proč římské stavby přežily 2 000 let

Pompeje jako stroj času

Průlom ve výzkumu betonu nepřišel z laboratoře, ale z města, které zmrazil čas. Když v roce 79 našeho letopočtu vybuchla sopka Vesuv, zasypala Pompeje popelem. A s nimi i jednu rozestavěnou budovu. Dělníci si odskočili na oběd a už se nevrátili. Zůstaly jen hromady surovin, nářadí a napůl postavená zeď.

Pro vědce z MIT to byla šance. Našli tam přesně to, co hledali – suroviny připravené k namíchání malty. Konečně mohli zjistit, jak Římané svůj beton doopravdy dělali. Protože všechno, co o tom věděli z historických textů, nesedí s tím, co ukazovaly jejich předchozí rozbory.

Horké míchání jako klíč k nesmrtelnosti

Římané měli jednoduchý, ale geniální postup. Nejdřív vypálili vápenec a rozemleli ho na prášek. Ten smíchali nasucho s vulkanickým popelem. A teprve pak přidali vodu.

Možná to zní banálně, ale právě v tom je ta finesa. Když se voda dostane k pálenému vápnu, začne to "vřít". Teplota vyšplhá až na dvě stě stupňů. A v betonu zůstanou bílé hrudky reaktivního vápna. Ty hrudky pak fungují jako záplatovací sada na celý život stavby. Když se v betonu objeví prasklina, voda se dostane dovnitř a rozpustí vápno. To vytvoří roztok bohatý na vápník, který proteče do trhliny a tam znovu zkamení. Prasklina se sama zacelí.

Co říkal Vitruvius

Celé to má jeden háček. Římský architekt Vitruvius, který napsal první známou příručku o stavitelství, popisoval proces jinak. Podle něj Římané nejdřív smíchali vápno s vodou a teprve pak přidávali další ingredience.

Pro profesora Admira Masica z MIT, který římský beton studuje už skoro deset let, to bylo překvapení. Vitruvius byl přece autorita. A teď měl dokázat, že se mýlil? Ale pompejský nález to potvrdil. V hromadách surovin našli fragmenty páleného vápna předem smíchané nasucho s ostatními přísadami. Přesně tak, jak to Masic předpokládal. Vitruvius se možná jen špatně vyjádřil – v jeho textu je mimochodem zmínka o latentním teple při míchání, což by mohlo naznačovat právě to horké míchání.

Vulkanický popel jako bonus navíc

Římané měli ještě jedno eso v rukávu. Jejich beton obsahoval pemzu – lehký vulkanický kámen plný drobných děr. Ta reagovala s okolním roztokem a postupně tvořila nové minerály. Proces nazývaný rekrystalizace pomalu vyplňoval póry v betonu a dělal ho čím dál tvrdším. Moderní beton je mrtvý materiál. Časem jen bledne a křehne. Římský beton byl živý. Postupně sílil a opravoval se. Proto vydrží tisíciletí.

Masic nezůstal jen u akademického výzkumu. Založil firmu DMAT, která chce převést římské know-how do praxe. Cílem není kopírovat antickou recepturu jedna ku jedné, ale pochopit principy a přizpůsobit je dnešním potřebám. Potenciál je obrovský. Představte si mosty, které se opravují samy. Betonové hráze, které vydrží staletí bez údržby. Konstrukce, které jsou čím dál pevnější, místo aby se rozpadaly.

Turistický průmysl by z toho také těžil – památky by vydržely déle bez nákladného restaurování. A ekologové by ocenili nižší uhlíkovou stopu. Trvanlivější beton znamená méně nových staveb a méně spalování.

Co nám to říká o pokroku?

Je to trochu trapné přiznání. Po staletí jsme si mysleli, že naše moderní technologie jsou špičkové. A teď zjišťujeme, že starověcí stavitelé nás v lecčem předběhli o dva tisíce let. Samozřejmě, dnešní beton má své výhody. Postavíte s ním rychle, levně a opakovaně. Ale v trvanlivosti prohrává na celé čáře.

Zbývá otázka: Jak na to Římané přišli? Byla to náhoda? Systematické zkoušení různých směsí? Nebo prostě geniální intuice? Než se nová technologie dostane z laboratoře na stavby, uplyne spousta času. Musí se změnit normy, dodavatelské řetězce, návyky inženýrů. Masová výroba sebeopravného betonu je zatím hudba budoucnosti. Ale samotné zjištění má cenu. Připomíná nám, že nejlepší inspirace někdy neleží v budoucnosti, ale v minulosti. Stačí se jen pořádně podívat.

Zdroj: Nature, Chip PL, MIT, Ars technica