Antik Romalılar, binlerce yıl ayakta kalabilen sürdürülebilir beton üretimi konusunda bizlere önemli dersler vermiş olabilir. Yapılan yeni bir çalışma, Roma'nın antik beton tariflerinin ham maddelerini ve enerji taleplerini titizlikle analiz ederek modern çimentoyu iyileştirmek için faydalı yollar ortaya koydu.
Şaşırtıcı bir şekilde, araştırmacılar Roma harcı ve betonunun üretiminin, günümüzde en yaygın kullanılan çimento türü olan Portland çimentosuna kıyasla daha fazla su ve daha yüksek sera gazı emisyonu gerektirdiğini buldu. Ancak, ilk enerji maliyetleri daha yüksek olsa da, Roma beton formülasyonları uzun vadede daha sürdürülebilir olabilir. Bunun nedeni, bu yapıların modern olanlara göre daha az sıklıkla değiştirilmesi veya onarılması gerekmesidir.
Çevresel mühendislerden oluşan uluslararası bir ekibe göre, Roma beton karışımlarının, binalar için aynı kümülatif emisyonları elde etmek amacıyla modern formülasyonlardan en az %41 daha uzun ömürlü olması gerekiyor. Daha kısa ömürlü yapılar, örneğin sokaklar ve otoyollar için ise Roma betonunun en az %29 daha uzun süre dayanması gerekiyor.
Çalışmanın baş yazarlarından ve Kolombiya'daki Kuzey Üniversitesi'nden mühendis Daniela Martinez, "Betonun hizmet ömrünü dikkate aldığımızda faydalarını görmeye başlıyoruz" dedi. "Romalılardan çıkarabileceğimiz pek çok ders var. Eğer onların stratejilerini modern yenilikçi fikirlerimizle birleştirebilirsek, daha sürdürülebilir bir yapılı çevre yaratabiliriz."
Roma betonunun uzun ömürlülüğünü modern betonla karşılaştırmak zor, çünkü günümüzde birçok betonarme bina ve yapı çelik ile güçlendirilmiştir. Çeliğin paslanmasıyla genişlemesi, çevresindeki betonda çatlamaya ve bozulmaya neden olabilir. Buna karşılık, antik Roma betonu 'kendi kendini iyileştirme' özelliğine sahiptir. Bu, çimentoda çatlaklar oluştuğunda, su sızdıkça bunların doğal olarak tekrar yapışıp birleştiği anlamına gelir.
Bu, antik Roma deniz duvarlarının, dalgaların ve aşındırıcı tuzlu suyun sürekli darbelerine rağmen binlerce yıldır dayanmasının nedenlerinden biridir. Modern betonun aynı yeteneğe sahip olup olmadığı belirsizdir.
Çalışmanın yazarlarından ve Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'den mühendis Paulo Monteiro, "Çelik donatının korozyonu, beton bozulmasının ana nedenidir, bu nedenle karşılaştırmalar büyük bir dikkatle yapılmalıdır" diye açıklıyor.
Martinez ve ekibi, daha uzun ömürlü çimento yapılarının "yeni malzeme talebindeki artışı yalnızca kısmen telafi edebileceğini" kabul ediyor, ancak Roma üretim yöntemlerinin başka çevresel faydaları da olabilir. Hem Portland çimentosu hem de Roma çimentosu aynı ana bileşen kullanılarak yapılır. Kireçtaşı ısıtıldığında, sönmemiş kireç adı verilen yüksek reaktifli bir kostik toz üretir. Su ile birleştiğinde bu toz güçlü bir harç oluşturur.
Antik Roma İmparatorluğu'ndaki beton formülasyonları oldukça değişiklik gösterse de, genellikle modern betonda kullanılan alçı taşı yerine yerel olarak bulunan volkanik kayalarla karıştırılırdı. Roma betonu ayrıca çok daha az tehlikeli hava kirleticisi üretir, muhtemelen kireçtaşı fosil yakıtlar yerine meşe ve köknar ağaçları kullanılarak yakıldığından dolayıdır.
Son modellere göre, Roma çimentosu tekniklerinin kullanılması, modern yöntemlere kıyasla nitrojen oksit ve kükürt oksit emisyonlarını %98'e kadar azaltabilir.
Martinez, "Fırınları yakmak için biyokütle ve diğer alternatif yakıtların kullanılması, Roma beton formülasyonlarını uygulamaktan daha etkili bir şekilde modern çimento üretimini karbonsuzlaştırmayı kanıtlayabilir" diyor.
Günümüzde beton, sudan sonra dünyada en çok kullanılan ikinci malzemedir. Üretimi, küresel antropojenik karbon emisyonlarının yaklaşık %8'ini oluşturur; bu da tüm endüstriyel karbon emisyonlarının yaklaşık dörtte biridir. Arizona State University malzeme bilimcisi Narayanan Neithalath'a göre, çimento üretimi bireysel bir ülke olarak sıralansaydı, Çin ve Amerika Birleşik Devletleri'nden sonra dünyanın üçüncü en büyük karbondioksit yayıcısı olurdu.
Neithalath, 2023'te yaptığı açıklamada, "Paris Anlaşması tarafından belirlenen iki derecelik ısınma hedefinin altında kalma konusunda makul bir şansımız varsa, çimento ile ilgili emisyonların önümüzdeki on yılda %20'den fazla düşmesi gerekecek" dedi. Antik Roma betonunu incelemek, bu acil iklim hedeflerine ulaşmamıza yardımcı olabilir.
Çalışma iScience dergisinde yayımlandı.
