کارگاه ساختمانی به‌جامانده در پمپئی راز ساخت بتن رومی را فاش کرد

برای قرن‌ها، پرسشی ذهن مهندسان و مورخان را به خود مشغول کرده بود: راز دوام باورنکردنی بتن رومی چیست؟ حالا، پاسخی شگفت‌انگیز از دل خاکسترهای آتشفشانی پمپئی، شهری که در زمان منجمد شده، بیرون آمده است.

حفاری‌های اخیر در یک کارگاه ساختمانی باستانی که نزدیک به دوهزار سال پیش زیر خاکستر آتشفشان وزوو مدفون شد، پرده از یک تکنیک انقلابی برداشت: رومی‌ها برای ساخت بتن‌های سازه‌ای خود از روش «اختلاط گرم» با آهک زنده استفاده می‌کردند.

این کشف شگرف باوری دیرینه را که در متون تاریخی ریشه داشت، کاملاً به چالش می‌کشد. پیش از این تصور می‌شد رومی‌ها از آهک شکفته (هیدروکسید کلسیم) استفاده می‌کردند که ابتدا با آب مخلوط و سپس به سایر مواد اضافه می‌شد. اما شواهد جدید داستان متفاوتی را روایت می‌کند.

باستان‌شناسان در این کارگاه که به‌طرز استثنایی سالم باقی مانده، توده‌هایی از مواد خشک و از پیش مخلوط‌شده را پیدا کردند. تحلیل شیمیایی مواد نشان داد که معماران باستان، آهک زنده (اکسید کلسیم) را مستقیماً با خاکستر آتشفشانی و سایر مصالح ترکیب می‌کردند و سپس آب را به آن می‌افزودند. این فرآیند یک واکنش شیمیایی گرمازا ایجاد می‌کرد که نه‌تنها گیرش بتن را تسریع می‌بخشید، بلکه خواص منحصربه‌فردی نیز به آن می‌افزود.

ادمیر ماسیک از مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT)، به نیوساینتیست می‌گوید: «مواد دقیقاً همان‌طور باقی مانده بودند که در لحظه فوران، شهر را در زمان متوقف کرده بود. بررسی این سازه‌ها چنان واقعی بود که حس می‌کردم به سال ۷۹ میلادی برگشته‌ام و درست کنار کارگرانی ایستاده‌ام که مشغول مخلوط‌کردن و اجرای بتن بودند.»

به گفته‌ی ماسیک، آهک شکفته تنها برای ملات‌ها و اندودهایی استفاده می‌شد که در آن‌ها صافی سطح اهمیت بیشتری داشت، اما برای سازه‌های اصلی، آهک زنده نقش کلیدی را ایفا می‌کرد.

یکی از مهم‌ترین مزایای روش اختلاط گرم، باقی‌ماندن قطعات ریز آهک به نام کلاست در ساختار بتن پس از سخت‌شدن بود. کلاست‌ها به‌طور ناخواسته در بتن باقی نمی‌ماندند، بلکه یک مکانیزم هوشمندانه برای ترمیم خودکار بودند.

ماسیک توضیح می‌دهد: «کلاست‌های آهکی مانند یک مخزن کلسیم عمل می‌کنند. وقتی ترک‌های کوچکی در بتن ایجاد می‌شود، آب به این کلاست‌ها نفوذ و آن‌ها را حل می‌کند و این مواد دوباره کریستال تشکیل می‌دهند یا با خاکستر آتشفشانی واکنش داده و ریزساختار بتن را تقویت می‌کنند.»

کشف شگفت‌انگیز در پمپئی نشان می‌دهد که دوام خیره‌کننده‌ی سازه‌هایی مانند پانتئون یا کولوسئوم، تنها مدیون مهندسی بی‌نظیر آن‌ها نیست، بلکه به شیمی هوشمندانه‌ای بازمی‌گردد که در دل مصالح آن نهفته است. به گفته‌ی پژوهشگران، یک بتن‌ساز امروزی با دیدن این کارگاه باستانی، هنر و فرآیند کار را کاملاً درک می‌کرد و می‌توانست بلافاصله مشغول به کار شود.

پژوهش در نشریه‌ی نیچر منتشر شده است.