Πώς αντέχει το ρωμαϊκό σκυρόδεμα 2.000 χρόνια;
ΑΡΧΑΙΑ ΜΥΣΤΗΡΙΑ
Από τον Νίκο Κατσινόπουλο
Η αξιοθαύμαστη αντοχή των ρωμαϊκών κατασκευών αποτελούσε μέχρι σήμερα άλυτο μυστήριο για τους μηχανικούς.
Το Πάνθεον κατασκευάστηκε από τον Αγρίππα κατά τη διάρκεια της βασιλείας του Αυγούστου (27 π.Χ. – 14 μ.Χ.) και ανακατασκευάστηκε ύστερα από πυρκαγιά από τον αυτοκράτορα Αδριανό το 126 μ.Χ. Το θαυμαστό οικοδόμημα παραμένει έως σήμερα άφθαρτο. Ποιο είναι το μυστικό του; Πηγή: Wikimedia Commons
ν
Η ΑΝΤΟΧΗ των ρωμαϊκών κατασκευών (προβλήτες λιμανιών, υδραγωγεία, θέατρα, γέφυρες, αμφιθέατρα, ναοί) συνεχίζει να εκπλήσσει τους σύγχρονους μηχανικούς, οι οποίοι δεν μπορούν να καταλάβουν που οφείλεται το μυστικό της μακροζωίας τους. Όσα ρωμαϊκά κτίσματα δεν υπάρχουν σήμερα είναι επειδή καταστράφηκαν από τις λεηλασίες και τους πολέμους δύο χιλιάδων ετών και όχι επειδή κατέρρευσαν από φυσικά αίτια ή τη φθορά του χρόνου.
Το Πάνθεον και το Κολοσσαίο στη Ρώμη είναι δύο μόνο παραδείγματα. Σώζεται ακόμη σχεδόν άθικτο, το τεράστιο αμφιθέατρο των 35.000 θέσεων στην Θύστρο (σημ. Ελ Τζεμ) της Τυνησίας – το δεύτερο μεγαλύτερο αμφιθέατρο του ρωμαϊκού κόσμου μετά το Κολοσσαίο.
ν
Το μεγάλο αμφιθέατρο στην αρχαία Θύστρο (σημ. Ελ Τζεμ) της Τυνησίας. Η σημερινή Τυνησία ήταν η ρωμαϊκή Καρχηδόνα. Image: Supplied
ν
Το Πάνθεον στη Ρώμη, όπως ανακατασκευάστηκε από τον αυτοκράτορα Αδριανό το 126 μ.Χ., αποτελεί το μεγαλύτερο σε μέγεθος ρωμαϊκό μνημείο που έχει διασωθεί έως σήμερα, σχεδόν άφθαρτο, λόγω της ασταμάτητης χρήσης του εδώ και δύο χιλιάδες χρόνια.
Η ονομασία του προέρχεται από το αρχαιοελληνικό επίθετο πάνθειον, το οποίο σημαίνει «όλων των θεών». Η πλειοψηφία των Ρωμαίων συγγραφέων το αναφέρουν με την ελληνική του ονομασία Πάνθεον. Η εκλατινισμένη εκδοχή του ονόματός του, Pantheum απαντάται στον Πλίνιο τον Πρεσβύτερο.
ν
Το μεγαλοπρεπές Πάνθεον στη Ρώμη το επισκέπτονται κάθε χρόνο 6.000.000 τουρίστες. Πηγή: Wikimedia Commons
ν
Το Πάνθεον διέθετε τον μεγαλύτερο θόλο σε όλη την αρχαιότητα (διαμέτρου 43,3 μέτρων), ο οποίος παραμένει έως σήμερα ο μεγαλύτερος από béton non-armé (μπετόν χωρίς ενίσχυση). Ίδιο σε μέγεθος (43,3 μ.) είναι και το ύψος του θόλου, ο οποίος στο επάνω μέρος έχει άνοιγμα ((oculus) στον ουρανό. Έπειτα από σχεδόν δύο χιλιετίες, η αξιοσημείωτη αυτή κατασκευή δεν παρουσιάζει κανένα σημάδι κατάρρευσης, παρά τις πολλές αφαιρέσεις τμημάτων της διακόσμησής του και τις επαναλαμβανόμενες τελουρικές κινήσεις.
ν
Ρωμαϊκό υδραγωγείο στη Σεγκόβια της Ισπανίας. Το έργο μπορεί να μεταφέρει νερό ακόμη και σήμερα. Image: Supplied
ν
Η άφθαστη ρωμαϊκή τεχνική προκαλούσε κατάπληξη ακόμη και στους ίδιους τους Ρωμαίους, όπως συνάγεται από τα όσα γράφει ο Πλίνιος ο Πρεσβύτερος (23-79 μ.Χ.) στο έργο του Naturalis Historia. Αναφερόμενος στα ρωμαϊκά λιμάνια, γράφει: «Οι προβλήτες και οι κυματοθραύστες γίνονται από μια ενιαία πέτρινη μάζα, απρόσβλητη από τα κύματα, που καθημερινά γίνεται ισχυρότερη, παρά την ταλαιπωρία της από το θαλασσινό νερό».
ν
Αυτό το ρωμαϊκό υδραγωγείο κοντά στην πόλη Vers-Pont du Gard, επί του ποταμού Gardon στη νότια Γαλλία, έχει μήκος 275 μέτρα και ύψος 49 μ. Χτίστηκε το 60 μ.Χ. και προμήθευε με πόσιμο νερό την πόλη Νιμ. Το νερό μεταφερόταν στο σκεπασμένο άνω τμήμα, ενώ το κάτω τμήμα χρησίμευε ως γέφυρα για τη διάβαση του ποταμού. Πηγή: Wikimedia Commons
ν
Ποιο ήταν τελικά το μυστικό των αρχαίων μηχανικών;
Σύμφωνα με μια νέα μελέτη Αμερικανών επιστημόνων, η απάντηση σε αυτό το μυστήριο έγκειται στον τρόπο με τον οποίο οι Ρωμαίοι μηχανικοί αναμείγνυαν το θαλασσινό νερό με την ηφαιστειακή τέφρα και τον ασβέστη δημιουργώντας έτσι ένα συμπαγές σκυρόδεμα, αποτελούμενο από αλληλοσυνδεόμενα ορυκτά.
ν
Αυτή η ρωμαϊκή προβλήτα στο Portus Cosanus στο Orbetello της Ιταλίας, μελετήθηκε με ακτινογραφίες από επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Μπέρκλεϋ. Photo: J.P. Oleson. Πηγή: Supplied
ν
Έκπληκτοι οι επιστήμονες διαπίστωσαν όχι μόνο τη συνένωση υλικών με ευφυή τρόπο, αλλά, σαν να επρόκειτο και για άριστους χημικούς, οι Ρωμαίοι μηχανικοί έφτιαχναν το σκυρόδεμα με τέτοιο τρόπο ώστε να αποκλείεται η μελλοντική διείσδυση σε αυτό νερού που μπορεί να περιέχει θειικά άλατα, χλωρίδια και άλλα επιβλαβή διαβρωτικά χημικά.
Επειδή οι Ρωμαίοι δεν είχαν τσιμέντο ταχείας πήξης όπως σήμερα, χρησιμοποιούσαν ενυδατωμένο ασβέστη – ένα τσιμεντοειδές προϊόν από ασβεστόλιθο που θερμαινόταν για να απομακρυνθεί το διοξείδιο του άνθρακα και να μετατραπεί το ανθρακικό ασβέστιο σε οξείδιο του ασβεστίου. Επειδή το ασβέστιο από μόνο του δεν μπορεί να δράσει ως τσιμέντο, μετατρεπόταν σε ένυδρο πυριτικό ασβέστιο (CSH) με την παρουσία νερού και ελαφρόπετρας (ποζολάνη).
Όταν ο ασβέστης και το νερό αναμιγνύονται με πυρίτιο λεπτής διαβάθμισης (γνωστό στους Ρωμαίους ως pulvis puteolanus, γνωστό σήμερα ως ηφαιστειακή τέφρα ή ελαφρόπετρα ποζολάνη), περίπου το 100% του ασβέστη μετατρέπεται σε τσιμέντο CSH, κατάλληλο να χρησιμοποιηθεί ως σκυρόδεμα.
Για τις θαλάσσιες ή υποθαλάσσιες κατασκευές, οι Ρωμαίοι χρησιμοποιούσαν στο μείγμα και θαλασσινό νερό, δημιουργώντας έτσι ένα νέο πιο ανθεκτικό τύπο σκυροδέματος, ο οποίος δεν χρειαζόταν ενίσχυση με χάλυβα.
