Romanii au început să facă beton cu mai bine de 2.000 de ani în urmă, dar nu a fost chiar ca betonul de astăzi. Au avut o formulă diferită, care a dus la o substanță care nu era la fel de puternică ca produsul modern. Cu toate acestea, structuri precum Panteonul și Colosseumul au supraviețuit timp de secole, adesea cu puțin sau fără întreținere. Geologii, arheologii și inginerii studiază proprietățile betonului roman antic pentru a rezolva misterul longevității sale.
„Betonul roman este. . . considerabil mai slab decât betoanele moderne. Este de aproximativ zece ori mai slab ", spune Renato Perucchio, inginer mecanic la Universitatea Rochester din New York. „Ceea ce se presupune că are acest material este o rezistență fenomenală în timp.”
Această rezistență sau durabilitate față de elemente, se poate datora unuia dintre ingredientele cheie ale betonului: cenușa vulcanică. Betonul modern este un amestec de ciment pe bază de var, apă, nisip și așa-numitele agregate, cum ar fi pietrișul fin. Formula pentru betonul roman începe de asemenea cu calcarul: constructorii au ars-o pentru a produce rapid timp și apoi au adăugat apă pentru a crea o pastă. Apoi s-au amestecat în cenușă vulcanică - de obicei trei părți de cenușă vulcanică într-o parte var, conform scrierilor lui Vitruvius, un arhitect și inginer din secolul I î.Hr. Cenușa vulcanică a reacționat cu pasta de var pentru a crea un mortar durabil, care a fost combinat cu bucăți de mărimea pumnului de cărămizi sau roci vulcanice numite tuff, și apoi ambalate în loc pentru a forma structuri precum ziduri sau bolți.
Până la începutul secolului al II-lea î.Hr., romanii foloseau deja acest beton în proiecte de construcții de amploare, ceea ce sugerează că experimentarea lor cu materialul de construcție a început chiar mai devreme. Alte societăți străvechi, cum ar fi grecii, au folosit probabil și mortare pe bază de var (în China antică, s-a adăugat orez lipicios pentru o rezistență crescută). Dar combinarea unui mortar cu un agregat ca cărămida pentru a face beton era probabil o invenție romană, spune Perucchio.
În cele mai timpurii betoane, romanii au extras cenușă dintr-o varietate de depozite vulcanice antice. Însă constructorii au devenit puțini în perioada în care Augustus a devenit primul împărat roman, în 27 î.Hr. La acea vreme, Augustus a inițiat un program extins în întreaga oraș pentru repararea monumentelor vechi și ridicarea celor noi, iar constructorii au folosit exclusiv cenușa vulcanică dintr-un depozit numit Pozzolane Rosse, un fluxul de cenușă care a izbucnit acum 456.000 de ani de la vulcanul Hills Hills, la 12 mile sud-est de Roma.
Pantheonul, un templu al zeilor, a fost finalizat în anul 128. d. Domul templului este încă cea mai mare cupolă de beton nereforțată din lume. (Guido Bergmann / Bundesregierung-Pool prin Getty Images) 
Colosseumul, inaugurat în anul 80 d.Hr., a așezat 50.000 și a găzduit jocuri de gladiatori, vânătoare de animale rituale, parade și execuții. (Tiziana Fabi / AFP / Getty Images) 
Mormântul Caecilia Metella, fiica unui consul roman. Acest daguerrotip din 1841 este una dintre cele mai cunoscute fotografii din Italia. (SSPL / Getty Images) 
Cupola Tempio di Venere e Roma, un templu dedicat a două zeițe și inaugurat de împăratul Hadrian în anul 135 d.Hr. (Tiziana Fabi / AFP / Getty Images) „Împăratul Augustus a fost forța motrice a sistematizării, standardizarea amestecurilor de mortar cu Pozzolane Rosse”, spune Marie Jackson, geolog și inginer de cercetare la Universitatea din California din Berkeley. Constructorii romani au favorizat probabil depozitul de cenușă din cauza durabilității betonului realizat cu aceasta, adaugă ea. „Acesta a fost secretul pentru betoane care erau foarte bine lipite, coerente, materiale solide.”
Jackson și colegii ei au studiat compoziția chimică a betoanelor realizate cu Pozzolane Rosse. Amestecul unic de minerale de cenușă pare să fi ajutat betonul să reziste la degradarea și deteriorarea substanțelor chimice.
Romanii au favorizat o altă cenușă vulcanică specifică atunci când au făcut structuri portuare din beton care au fost scufundate în apele sărate ale Mediteranei. Pulvis Puteolanus a fost extras din depozitele din apropierea golfului Napoli. „Romanii au expediat mii și mii de tone din acea cenușă vulcanică în jurul Mediteranei pentru a construi porturi de pe coasta Italiei în Israel, Alexandria, în Egipt, la Pompeiopolis, în Turcia”, spune Jackson.
Apa de mare dăunează foarte mult betonului modern. Dar în betonul roman, Pulvis Puteolanus „joacă de fapt un rol în atenuarea deteriorării când apa se percolează prin ea”, spune Jackson. Deși nu se cunoaște mecanismul exact, se pare că reacțiile chimice dintre pasta de var, cenușa vulcanică și apa de mare au creat structuri microscopice în betonul care prinde molecule precum clorurile și sulfații care dăunează betonului în ziua de azi.
În ciuda succesului betonului roman, utilizarea materialului a dispărut odată cu Imperiul Roman. Structurile de beton au fost construite rareori în Evul Mediu, ceea ce sugerează că cenușa vulcanică nu a fost singurul secret pentru durabilitatea betonului roman, spune Perucchio. „Aceste proiecte cu adevărat mari pot fi realizate doar cu birocrația adecvată, cu organizarea corespunzătoare pe care Imperiul Roman le-ar oferi-o.”
Erin Wayman este redactor asistent la Smithsonian și scrie blogul Hominid Hunting.
