Roma Betonunun Gizemi Çözülüyor

Beton deyince maalesef aklımıza hemen çirkin inşaatlar geliyor olsa da, çok uzun bir geçmişe sahip ve doğru kullanıldığında estetik ve epey dayanıklı sonuçlar veren bir yapı malzemesi olduğu söylenebilir. Bu işin ustası Romalıların inşa ettiği yapıların bazıları, neredeyse iki bin yıl sonra bile hâlâ sapasağlam ayakta duruyor. Bunun belki de en iyi örneklerinden biri, milattan sonra ikinci yüzyılda yapıldığı tahmin edilen Roma’daki meşhur Pantheon tapınağı. Modern inşaat tekniklerine geçmeden önce yapılmış en büyük kubbeye (43 metre çap ve 22 metre yükseklik) sahip bu özel yapı, hâlâ sapasağlam ayakta duruyor. Romalıların keşfettiği bu dayanıklı yapı malzemesi, kısa bir süre öncesine kadar gizemini koruyordu. Hatta, çeşitli bilim insanları ve arkeologlar birçok deneme yaparak aynı sonuçları elde etmek için uğraşmış, fakat başarılı olamamışlardı. Özellikle, rıhtımlar ve kanalizasyon gibi zorlu koşullar altında bu kadar uzun süre sağlamlığını koruyan yapılar, bilim insanlarını şaşırtıyordu. ABD’deki MIT ve Harvard Üniversitesi ile işbirliği içinde İsviçre ve İtalya’daki laboratuvarlarda yürütülen araştırmalar, bu konuda bazı sonuçlara ulaşmış gibi görünüyor.

Uzun yıllar boyunca, Roma betonundaki sağlamlaştırıcı özelliğin puzolanik malzemelerden kaynaklandığı düşünülüyordu (Adlarını Napoli Körfezi’ndeki Pozzuoli Bölgesi’nden puzolanik malzemeler, tek başına bağlayıcı özelliği pek olmayan, fakat suyla temas ettiğinde kalsiyum hidroksitle birleşerek hidrolik bağlayıcılık kazanan ince taneli volkanik malzemelerdir). Volkanik kül gibi olan bu özel malzeme, bütün Roma İmparatorluğu topraklarına ithal edilmiş ve inşaatlarda kullanılmıştı. Roma yapılarını inceleyen uzmanlar, taşları birbirine tutturan harcın içindeki puzolanik malzemenin yanı sıra, kireç kalıntıları da olduğunu biliyordu. Fakat, analiz edilen örneklerde tam olarak ufalanmamış küçük kireç topakları da görülüyordu ve bunun, malzemeyi karıştırırken yeterince özen gösterilmediğinden kaynaklandığı düşünülüyordu.

Araştırmacılardan inşaat mühendisi Admir Masic, ‘‘Bu küçük parçacıklar beni hep çok etkilemiştir, çünkü modern çimento karışımlarında bunlar görülmez. Üstelik, yüzlerce yıl boyunca kusursuzlaştırılan bir inşaat tekniğini hayata geçirirken, Romalıların üstünkörü bir uygulama yaptığı fikri de bana makul gelmiyordu’’ diyor. Masic, haklı görünüyor.

Roma betonu hazırlanırken kullanılan sönmemiş kirecin, harca karıştırılmadan önce ıslatılarak oldukça yapışkan, macun kıvamında bir karışım elde edildiği düşünülüyordu (Sönmemiş kireç, kireç taşının yüksek sıcaklıklarda fırınlanmasıyla elde edilir). Fakat bu işlem, söz konusu kireç topaklarını açıklamıyordu. Böylece Masic ve ekibi, malzemeleri karıştırma sırasında bir farkın söz konusu olup olmadığını düşünmeye ve laboratuvarda deneyler yapmaya başladı. Sönmemiş kireç, diğer malzemelerle karıştırıldıktan sonra ıslatılınca ciddi düzeyde ısı ortaya çıkaran kimyasal bir tepkime gerçekleşiyor ve böylece kirecin tamamen çözünmesini engelliyordu. Bu sayede, eski Roma betonu örneklerinde görülen kireç topakları ortaya çıkıyordu.

Roma betonunun sağlamlığı da işte bu topaklardan kaynaklanıyor. Beton eskidikçe ortaya çıkan ince çatlaklar yağmurla ıslandığı zaman bu topaklar çözünüyor ve sonra kristalize olarak çatlağı kapatıyor. Modern beton yapılarda, en fazla 0,2 – 0,3 mm kalınlığında çatlaklar kendini iyileştirebilirken, Roma betonundan ilhamla elde edilen malzeme 0,6 mm genişliğinde çatlakları kendi kendine iyileştirebiliyor.

Bu keşfin modern inşaat dünyasında oldukça faydalı etkiler yaratabileceği düşünülüyor. Kendi kendini iyileştirme özelliği olan betonarme yapıların ömrü uzayabilir, üç boyutlu yazıcılarla üretilen malzemelerin formülleri geliştirilebilir. Aynı zamanda, küresel karbon salımının yüzde sekizini oluşturan çimento üretiminin olumsuz çevre etkileri de azaltılabilir. Masic ve ekibi, havadaki karbondioksiti bünyesine emen beton formülleri üzerine de çalışıyor.

Yani, eskilerden öğrenecek hâlâ çok şeyimiz var diyebiliriz.