Romersk betong reparerar sig själv

Den antika romerska betongen är ett verkligt mirakulöst material. För över 2.000 år sedan, till och med före vår tideräknings början, lyckades romarna utveckla betongformler som vi idag bara kan förundras över. Hemligheterna bakom den antika romerska betongen avslöjas bara gradvis. Först nyligen har forskarna avslöjat ytterligare en.

Betong är mycket praktiskt: efter tillsats av vanligt vatten blir ett torrt pulver en massa som kan formas lätt och nästan hur som helst, och som blir lika hård som sten efter härdning. Dess enastående tryckhållfasthet gör den till ett idealiskt byggmaterial, även för höga byggnader. Det är därför knappast förvånande att betong är ett av de mest producerade materialen i världen. Cement är den viktigaste ingrediensen i betong. Det är länken till ballasten som sand, grus eller stenbrott och är avgörande för betongens egenskaper. Cement tillverkas idag i hela världen i mängder på mer än fyra miljarder ton per år.

Till skillnad från den gamla romerska betongen är dagens betong i allmänhet konstruerad för en livslängd på bara 50-100 år. Och även denna relativt korta tidsperiod kan ibland inte utnyttjas fullt ut. Ett tydligt exempel på detta är de många motorvägssträckor som byggdes i Tyskland under 1990- och 2000-talen. Körbanorna på A2, A9, A12 och andra motorvägar skadas på grund av alkali-kiseldioxidreaktionen – även känd som „betongcancer“. Kiseldioxid från vissa typer av kiseldioxid reagerar med cementen, vilket gör att den spricker. Vatten kan tränga in i de sprickor som uppstår, vilket expanderar när det fryser och slutligen spräcker betongen ännu mer. Romersk betong beter sig annorlunda här.

Byggnader som Pantheon i Rom med sin spektakulära kupol av gammal betong är å andra sidan fortfarande i mycket gott skick – efter nästan 2.000 år. Eller gamla romerska hamnbyggnader. Modern betong tål inte saltvatten särskilt bra och blir spröd efter några decenniers exponering. Med romerska hamnmurar är det dock tvärtom och materialet har blivit ännu starkare och mer motståndskraftigt genom århundradena på grund av kontakten med havsvatten.

En avgörande faktor för den romerska betongens enastående hållbarhet är den vulkaniska aska som användes vid tillverkningen. Den bildar en kristallstruktur i betongen som kallas aluminiumtobermorit, som i kombination med havsvatten gör byggmaterialet hårdare och ökar dess motståndskraft. Först nyligen identifierade forskare en annan faktor som delvis är ansvarig för den romerska betongens fantastiska egenskaper. I en studie som publicerades i början av 2023 identifierade en forskargrupp vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) små partiklar av släckt och osläckt kalk som i samspel med den omgivande cementmatrisen kan fylla sprickor som har bildats och på så sätt reparera sig själva. I experiment kunde forskarna observera att vatten som trängde in i sprickor i betongen omvandlade de oupplösta kalkpartiklarna till släckt kalk och kunde på grund av den efterföljande mineraliseringen nästan helt täppa till en spalt på 0,5 millimeter inom 30 dagar.

Den romerska betongen och de kemiska rönen kring den ger intressanta tankeställare, men tyvärr kan de inte utan vidare överföras till dagens byggnader. Det främsta skälet till detta är att antika betongformuleringar är mycket mindre tryckbeständiga än moderna betonger.

Även om det antika byggnadsmaterialet gör att byggnaderna kan överleva, bör andra arkitektoniska komponenter bytas ut med tiden. Det gäller t.ex. antika takpannor. I Pompeji håller man just nu på att ersätta gamla takpannor med solceller. Mer om solcellstakpannorna, som imiterar klassiska klostertakpannor, här.