1900’lü yıllarda inşa edilen, çağdaş devrin pek oldukça binası zamana yenilirken, yüzlerce hatta binlerce sene evvel inşa edilmiş olmalarına karşın, dünya genelindeki çeşitli beton yapılar şaşırtıcı bir halde zamana baş tutmaya ve ayakta kalmaya devam ediyor. En dikkat çekicilerinden önde gelen Roma’nın Pantheon’u, MS 126-128 yılları aralığında inşa edilmiş olmasına karşın, devasa, donatısız beton kubbesi hala görkemli bir halde varlığını koruyor. Hatta çeşitli çok eski Roma su kemerleri hala kullanılıyor ve karaya devamlı olarak su taşıyor.
Bundan dolayı 2.000 senelik betonun bu kadar uzun bir süre dayanmasını elde eden vasfı mühim bir sual haline geliyor. Bu sual bununla beraber Roma İmparatorluğu’nun ikonik yapıları kadar dayanıklı ve “süper kuvvetli” binalarını nasıl inşa edebileceğimiz sorusunu da getiriyor. Massachusetts Institute of Technology’den mühendisler, işte bu sorulara büyüleyici bir cevap veriyorlar.
Araştırmacılar, kısaca özet geçmek gerekirse, “kireç kırıntıları” isminde olan minik minerallerin eski betona bir nevi iyileştirme kabiliyeti verdiğine inanıyorlar. Bu kulağa pek mantıklı gelmeyebilir, sadece, kim bilir daha enteresan olan şey, bilim adamlarının senelerce eski beton karışımındaki kireç kırıntılarının varlığının tesadüfi bulunduğunu ve muntazam olmayan karıştırma ve dikkatsizliğin bir ürünü bulunduğunu varsaymış olmaları.
MIT’de inşaat ve çevre mühendisliği profesörü ve çalışmanın kafa yazarı Admir Masiç yapmış olduğu açıklamada, “Bu kireç kırıntılarının varlığının basitçe düşük nitelik kontrolüne atfedilmesi fikri beni devamlı rahatsız etmiştir” diyor.
Masic, “Romalılar, yüzyıllar süresince optimize edilmiş bütün detaylı tarifleri izleyerek muhteşem bir inşaat malzemesi oluşturmak için bu kadar çaba sarf ettiyse, iyi karıştırılmış bir nihai ürünün üretimini tedarik etmek için niçin bu kadar azca çaba harcasınlar? Bu hikayede daha fazlası olmalı” şeklinde ifade ederek açıklamasını sürdürüyor.
Tarihsel olarak, Masic ve öteki araştırmacılara gore uzmanlar, Pantheon şeklinde yapılar inşa etmedeki gizli saklı bileşenin puzolanik araç-gereç isminde olan bir maddeyle ilgili bulunduğunu varsayıyorlardı. acayip olan kısım ise, puzolanik malzemenin, Napoli Körfezi’ndeki Pozzuoli bölgesindeki volkanik külden elde edilmesiydi.
Dönemin mimarları bu malzemeye büyük bir ehemmiyet veriyordu bu malzemeyi inşaat işçileri için mühim mülkleri bir araya getirmeleri için Roma imparatorluğu’na taşıdılar.
Sadece Masic, eski beton örneklerini daha detaylı inceledikten sonrasında, içlerinde kireç kırıntıları adı verilen şeylerin varlığını gözlemledi. bundan farklı olarak bu aşamada, kireç kırıntılarının oluşturulmasının tam olarak basit olmadığını hatırlatmakta yarar olabilir. Bunlar, öteki kimyasal süreçlerin rastgele bir taraf ürünü değil. Ekip, kireç kırıntıları oluşturmak için etken olarak çaba göstermeniz icap ettiğini söylüyor.
Daha spesifik olarak, bir miktar kireç kırıntısı elde yapmak eylemek için betonu oldukça yüksek sıcaklıklarda kireçle karıştırmanız gerekmektedir. Ve normal olarak, birazcık daha çok analizle, ekip eski beton numunelerinde bu gereğinden fazla sıcak karışımın kanıtını buldu. Romalılar kireç kırıntılarının hakkaten bu yapılarda olmasını istiyordu. Kısaca dikkatsiz bir karıştırma aşaması neticesinde betona girmemişlerdi.
Masic’in söylediğine gore, sıcak karıştırmanın iki en gerekli pozitif yanları bulunmakta. Her şeyden önce, sıcak karıştırma esnasında elde edilmiş çeşitli bileşiklerin sönük kireç ile elde edilmesi mümkün değil. İkinci avantaj ise, bu yüksek sıcaklığın, betonun sertleşme ve yapının oturma süresini düşürmesi. bundan farklı olarak Masic’in “kendini iyileştiren özellikler” olarak tanımladığı olgu da burada ortaya çıkıyor.
En gerekli olarak, sıcak karıştırma işlemi esnasında kireç kırıntıları betonda hususi bir desen oluşturur ve reaktif kalsiyum deposu olarak herkesçe malum olan şeyi oluşturur. Bu, eğer minik çatlaklar oluşursa, bu çatlakların minik kireç kırıntısı modeli süresince ilerleme olasılığının yüksek olduğu anlamına gelmektedir. Sonrasında, su çatlakların içine girerse, kalsiyum kaynağıyla bir takım etkileşim gerçekleşir ve çatlaklar kalsiyum kaynağının kendisinin tekrardan kristalleştirilmiş bir versiyonuyla dolar.
Hipotezlerini doğrulamak için araştırmacılar bunu da kontrol ettiler. Bu testleri gerçekleştirdiklerinde, oluşturdukları çatlakların iki hafta içinde kapandığını buldular (ve çağdaş beton bu vasfı göstermiyordu).
Roma mimarisinin gizemli bir halde şaşırtıcı olan malzemesi, büyük ihtimalle bir tek kireç kırıntılarının iç edilmesinden oldukça daha derinlere iniyor. örnek olarak, Ekim 2021’de tekrar Masic tarafınca yürütülen farklı bir MIT araştırması, 2.050 senelik bir Roma mezarının duvarlarında volkanik külden çokça bulunduğunu ortaya çıkardı ve bu kül sebebiyle “iki bin seneden çok birikmiş yağmur ve yeraltı suyuyla olağandışı kimyasal etkileşimler” görüldüğünü ayrım etti.
Masic, 2021 çalışmasıyla ilgili bir basın açıklamasında, “Eski malzemelerin oluşumunu ve süreçlerini idrak etmek, araştırmacıları ati için dayanıklı, sürdürülebilir yapı malzemeleri yaratmanın yeni yolları hakkında bilgilendirebilir. Caecilia Metella’nın mezarı, hala ayakta duran en eski yapılardan birisi ve çağdaş inşaata esin verebilecek içgörüler sağlıyor.“
