:format(webp)/nginx/o/2023/01/09/15069717t1h63d9.jpg)
Vana-Rooma majesteetlikud ehitised on säilinud aastatuhandeid ja see annab tunnistust Rooma inseneride leidlikkusest, kes täiustasid betooni ja selle kasutamist.
Kuid kuidas aitasid nende ehitusmaterjalid sellistel kolossaalsetel hoonetel nagu Panteonil, millel on maailma suurim toestamata kuppel, ja kuulsal amfiteatril Colosseumil säilida enam kui 2000 aastat?
Rooma betoon on paljudel juhtudel osutunud märgatavalt vastupidavamaks kui selle tänapäevane vaste, mis võib juba aastakümnetega laguneda. Nüüd väidavad uue uuringu taga olevad teadlased, et nad on avastanud salapärase koostisosa, mis võimaldas roomlastel muuta oma ehitusmaterjal vastupidavaks ja ehitada keerukaid struktuure keerulistes kohtades, nagu dokid, kanalisatsioonid ja maavärinaohtlikud alad, kirjutab cnn.com.
Uurimisrühm, kuhu kuulusid Ameerika Ühendriikide, Itaalia ja Šveitsi teadlased, analüüsis 2000 aasta vanuseid betooniproove, mis võeti Kesk-Itaalias Privernumi arheoloogilises leiukohas linnamüürilt. Koostiselt on need sarnased muu leitud betooniga kogu endises Rooma impeeriumis.
Nad leidsid, et betooni valged tükid, mida nimetatakse lubjaklambriteks, andsid betoonile võime sulgeda aja jooksul tekkinud pragusid. Valged tükid olid varem tähelepanuta jäetud kui tõendid lohaka segamise või halva kvaliteediga tooraine kohta.
«Mul oli tõesti raske uskuda, et Vana-Rooma insenerid ei teinud head tööd, sest nad pingutasid nii materjalide loomisel, valimisel kui töötlemisel väga palju,» ütles uuringu juht Admir Masic, kes on tsiviil- ja keskkonnatehnika dotsent USA Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis.
Ta lisas, et Vana-Rooma õpetlased kirjutasid betooni retseptid üles ja need jõudsid kogu Rooma impeeriumis ehituskohtadele.
Uus leid võib aidata muuta tänapäeva betoonitootmist jätkusuutlikumaks, võides muuta ühiskonda ja ehitisi, nagu roomlased kunagi tegid.
«Betoon võimaldas roomlastel korraldada arhitektuurirevolutsiooni,» ütles Masic. «Roomlased suutsid luua ja muuta linnad millekski erakordseks ja ilusaks elamise kohaks. Ja see revolutsioon muutis põhimõtteliselt täielikult inimeste eluviisi.»
Researchers say they have figured out why Roman concrete remains so resilient. https://t.co/AXPJgLvk4C
— News from Science (@NewsfromScience) January 6, 2023
Betoon on tehiskivi, mis on moodustatud tsemendi, lubjakivi, vee, peene täitematerjali (liiva või peeneks purustatud kivimi) ja jämeda täitematerjali (kruusa või purustatud kivi) segamisel.
Rooma tekstides on ajaloolaste arvates kirjas, et betoonis on ka kustutatud lupja, mis saadakse kaltsiumoksiidi kustutamisel veega. Sajandeid arvati, et kustutatud lubi mängis Rooma betoonis tähtsat rolli.
Teadlased jõudsid edasiste uuringute käigus järeldusele, et betooni salapärased valged tükid ehk lubjaklambrid tekkisid kustutamata lubja ehk kaltsiumoksiidi kasutamisel betoonis kustutatud lubja ehk kaltsiumhüdroksiidi asemel või sellele lisaks. Kaltsiumoksiid on kõige reaktsioonivõimelisem ja ohtlikum lubjakivi kuiv vorm.
Betooni täiendav analüüs näitas, et kustutamata lubja kasutamisel tekkisid äärmuslikud temperatuurid ja kuum segamine oli betooni vastupidavuse võtmeks.
«Kuuma segamise eelised on kahekordsed,» ütles Masic pressiteates. «Esiteks, kui kogu betoon kuumutatakse kõrge temperatuurini, võimaldab see keemiat, mis pole võimalik, kui kasutate ainult kustutatud lupja. Nii tekivad kõrge temperatuuriga seotud ühendid, mis muidu ei moodustuks. Teiseks vähendab kõrgendatud temperatuur oluliselt kõvenemise ja tardumise aega, kuna kõik reaktsioonid on kiirendatud, mis võimaldab palju kiiremini ehitada.»
Uurimaks, kas kustutamata lubi tegi Rooma betooni paremaks, viisid teadlased läbi katse.
Nad valmistasid kaks betooninäidist, millest üks järgis Rooma retsepti ja teine tehti tänapäevaste standardite kohaselt, ning purustasid need tahtlikult. Kahe nädala pärast leiti, et vesi ei saanud Vana-Rooma retsepti järgi valmistatud betoonist läbi voolata, samas läks vesi kergelt läbi kustutamata lubjata valmistatud betoonitüki.
Harvard and MIT scientists rediscovered an ancient Roman technique for casting concrete using quicklime in such a way that it is *SPONTANEOUSLY SELF HEALING* 🤯 https://t.co/8jdceJrLsT pic.twitter.com/vwkzAJni4K
— Armand Domalewski (@ArmandDoma) January 7, 2023
Teadlaste avastused viitavad sellele, et lubjaklambrid võivad pärast veega kokkupuudet lahustuda pragudesse ja ümberkristalliseeruda, parandades ilmastikumõjudest tekkinud pragusid enne nende suurenemist. Teadlaste sõnul võib see iseparanemise potentsiaal sillutada teed pikaajalisema ja seega jätkusuutlikuma kaasaegse betooni tootmisele. Selline samm vähendaks betooni süsiniku jalajälge, mis moodustab uuringu kohaselt kuni kaheksa protsenti ülemaailmsetest kasvuhoonegaaside heitkogustest.
Teadlased on aastaid arvanud, et Napoli lahe Pozzuoli piirkonnast pärit vulkaaniline tuhk ehk putsolaan tegi Rooma betooni väga tugevaks. Seda tüüpi tuhka veeti üle tohutu Rooma impeeriumi, et seda ehituses kasutada, ning tolleaegsed arhitektid ja ajaloolased kirjeldasid seda kui betooni peamist koostisosa.
Masic ütles, et mõlemad komponendid on olulised, kuid lubi jäi varem tähelepanuta.
Panteon (ladina keeles Pantheon, pärineb kreekakeelsest sõnast Πάνθειον ehk kõigi jumalate tempel) on ainus täielikult säilinud Vana-Rooma ehitis.
Panteon ehitati kõigi Antiik-Rooma jumalate templina umbes 115–125 pKr keiser Hadrianuse valitsemisajal. See on antiikaja suurim kuppelehitis kõrgusega 43 meetrit ja Rooma vanim kupliga ehitis.
🏛 The Pantheon in Rome, was completed c.125 -128 CE, during the reign of Hadrian, and yet today, almost 2000 years later, still has the largest unsupported dome in the world!! The Romans were truly amazing architectural engineers! pic.twitter.com/TIHTcqjsL4
— Angela O'Brien (@GrecianGirly) October 5, 2021
Silindrikujulisse keskehitisse pääseb viilkatusega sammaskoja kaudu. Keskehitises asusid orvad jumalakujudega. Siseruum saab valgust läbi kuplis oleva ava.
Panteonil on kiri «M·AGRIPPA·L·F·COS·TERTIVM·FECIT», mis tähendab «Marcus Agrippa, Lucii filius, consul tertium fecit», tõlkes «Marcus Agrippa, Luciuse poeg, konsul kolmandat korda, ehitas selle». See viitab Marcus Vipsanius Agrippale ja ehitamisajale 27–25 eKr. Agrippa laskis rajada Panteoni-eelse hoone, mis aastal 110 pKr välgulöögi tõttu maha põles.
Alates 7. sajandist on panteon olnud kristlik Santa Maria Rotonda kirik. Hoones asub renessansikunstniku Raffaeli (1483–1520) haud.
Colosseum on suurim amfiteater Roomas, mis kunagi mahutas 50 000 pealtvaatajat.
Sellega oli ta antiikajal maailma suuruselt kolmas staadion Circus Maximuse (270 000, kaarikute võiduajamine) ja Konstantinoopoli hipodroomi (100 000) järel ning suurim nendest, mis polnud mõeldud võiduajamisteks.
The Colosseum (Italian: Colosseo) or the Flavian Amphitheatre (Latin: Amphitheatrum Flavium) is a Roman Amphitheater located in Rome. It was built from 72 AD - 80 AD, and is an oval 189 metres long, 156 metres wide, and 48 metres tall. pic.twitter.com/Ie3hY35lfZ
— Classical Architecture (@ClassicalArchit) May 9, 2018
Colosseum sai nime keiser Nero kolossi järgi, mis seisis seal lähedal kuni keskajani.
Colosseum ehitati Flaviuste ajal paika, kus varem asus Nero luksusliku palee juurde kuulunud järv. Keiser Titus pühitses selle 80. aastal sada päeva kestnud pidustustega Amphitheatrum Flaviumiks.
Kuni 405. aastani toimusid Colosseumis gladiaatorite võitlused. Hiljem olid väga populaarsed võitlused loomadega, mida korraldati umbes 526. aastani.
Colosseumi põhiplaan on ellipsikujuline ja suurusega 188 korda 156 meetrit. Areeni mõõtmed olid 86 korda 54 meetrit. Amfiteatri kõrgus oli 48,5 meetrit.