Mühendisler Antik Roma Beton Tariflerine Dönmeyi Değerlendiriyor

Yeni bir çalışma, onların antik tarifinin ham maddelerini ve enerji gereksinimlerini titizlikle analiz ederek modern çimentoyu geliştirmek için bazı faydalı yollar ortaya koydu.

Şaşırtıcı bir şekilde, araştırmacılar Romalıların harç ve beton üretiminin, bugün beton yapımında en yaygın kullanılan çimento türü olan Portland çimentosuna göre daha fazla su ve sera gazı emisyonu gerektirdiğini buldu.

Ancak başlangıçtaki enerji maliyetleri daha yüksek olsa da, Roma beton formülasyonları uzun vadede daha sürdürülebilir olabilir. Bunun nedeni, bu betonların modern betonlara kıyasla daha az onarım veya yenileme gerektirmesi.

Uluslararası bir çevre mühendisi ekibine göre, Roma beton karışımları, binalar için aynı toplam emisyon seviyelerine ulaşabilmek için modern formülasyonlardan en az %41 daha uzun ömürlü olmalı.

Sokaklar ve otoyollar gibi daha kısa ömürlü yapılar için ise Roma betonunun en az %29 daha uzun dayanması gerekiyor.

“Betonun hizmet ömrünü dikkate aldığımızda, işte o zaman faydalarını görmeye başlıyoruz,” diyor çalışmanın baş yazarı ve mühendis Daniela Martinez, Kolombiya’daki North Üniversitesi'nden.

“Romalılardan çıkarabileceğimiz pek çok ders var. Eğer onların stratejilerini modern yenilikçi fikirlerimizle birleştirebilirsek, daha sürdürülebilir bir yapılı çevre yaratabiliriz.”

Roma betonu ile modern betonu karşılaştırmak zor, çünkü günümüzde birçok beton bina ve yapı çelik ile güçlendiriliyor.

Çelik paslandığında genişler ve etrafındaki betonun on yıl gibi kısa bir sürede çatlamasına ve bozulmasına neden olur. Buna kıyasla, antik Roma betonu ‘kendini onarma’ yeteneğine sahiptir. Bu, çimentoda çatlaklar oluştuğunda, içeri sızan su sayesinde bu çatlakların doğal olarak tekrar kapanması anlamına gelir.

Bu özellik, antik Roma deniz duvarlarının binlerce yıldır dalgaların ve aşındırıcı tuzlu suyun sürekli etkisine rağmen ayakta kalmasının nedenlerinden biridir.

Modern betonun aynı şeyi yapıp yapamayacağı ise belirsiz.

“Çelik donatının paslanması, betonun bozulmasının başlıca nedenidir, bu nedenle karşılaştırmalar büyük dikkatle yapılmalıdır,” diyor yazar ve mühendis Paulo Monteiro, California Üniversitesi, Berkeley’den.

Martinez ve ekibi, daha uzun ömürlü çimento yapıların “yeni malzeme talebindeki artışı yalnızca kısmen dengeleyebileceğini” kabul ediyor, ancak Roma üretim yöntemleri başka çevresel avantajlar da sağlayabilir.

Hem Portland çimentosu hem de Roma çimentosu aynı ana bileşenle yapılır. Kireçtaşı ısıtıldığında, sönmüş kireç adı verilen, oldukça reaktif, aşındırıcı bir toz üretir. Bu toz su ile karıştırıldığında güçlü bir harç oluşur.

Antik Roma İmparatorluğu’ndaki beton formülasyonları oldukça çeşitlilik gösterse de, genellikle bu harcı modern betonda kullanılan alçı taşı yerine yerel olarak bulunan volkanik kayalarla karıştırırlardı.

Ayrıca Roma betonu, çok daha az zararlı hava kirleticisi üretir. Bunun nedeni büyük olasılıkla, kireçtaşının fosil yakıtlar yerine meşe ve köknar odunu kullanılarak yakılmasıdır.

Son modellere göre, Roma çimento tekniklerinin kullanılması, modern yöntemlere kıyasla azot oksit ve sülfür oksit emisyonlarını %98’e kadar azaltabilir.

“Fırınları yakmak için biyokütle ve diğer alternatif yakıtları kullanmak, Roma beton formülasyonlarını uygulamaktan daha etkili bir şekilde modern çimento üretimini karbonsuzlaştırabilir,” diyor Martinez.

Günümüzde beton, sudan sonra dünyada en çok kullanılan ikinci malzemedir. Üretimi, küresel insan kaynaklı karbon emisyonlarının yaklaşık %8’ini ve tüm sanayi kaynaklı karbon emisyonlarının yaklaşık dörtte birini oluşturur.

Arizona Eyalet Üniversitesi'nden malzeme bilimcisi Narayanan Neithalath’a göre, çimento üretimi bağımsız bir ülke olarak değerlendirilecek olsaydı, Çin ve Amerika Birleşik Devletleri’nden sonra dünyanın en büyük üçüncü karbondioksit yayıcısı olurdu.

“Paris Anlaşması ile belirlenen iki santigrat derecelik ısınma hedefinin altında kalma şansımızın makul olması için, çimento ile ilgili emisyonların önümüzdeki on yılda %20’den fazla azalması gerekecek,” diye açıkladı Neithalath, 2023’te.

Antik Roma betonunun incelenmesi, bu acil iklim hedeflerine ulaşmamıza yardımcı olabilir.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.