2000 Yıllık Sır Çözüldü: Antik Roma Betonu, Vitruvius'un Tarifinin Aksine Sıcak Karıştırmayla Yapıldı

2023 yılında, MIT bilim insanları, antik Romalıların meşhur betonlarını yapmak için sönmemiş kireçle “sıcak karıştırma” yöntemini kullandığını ve bunun malzemeye kendi kendini iyileştirme özelliği kazandırdığı sonucuna vardıklarını bildirmişti ancak bu sonuç, tarihi metinlerde açıklanan formülle uyuşmuyordu. Şimdi aynı ekip, Nature Communications dergisinde yayımlanan yeni bir makaleyle, yakın zamanda keşfedilen bir alandan toplanan numunelerin taze bir analizini yaparak, Romalıların gerçekten de sıcak karıştırma kullandığını kesin olarak doğruladı.

Günümüzün Portland çimentosu (modern betonun temel bir bileşeni) gibi, antik Roma betonu da esasen yarı sıvı harç ve agreganın bir karışımıydı. Portland çimentosu tipik olarak kireçtaşı ve kilin (ayrıca kumtaşı, kül, tebeşir ve demir) bir fırında ısıtılmasıyla yapılır. Ortaya çıkan klinker daha sonra, pürüzsüz, düz bir yüzey elde etmek için az miktarda alçıtaşı eklenerek ince bir toz haline getirilir. Roma betonunu yapmak için kullanılan agrega ise yumruk büyüklüğünde taş veya tuğla parçalarından oluşuyordu.

Roma mimarı ve mühendisi Vitruvius, M.S. 30 civarında kaleme aldığı De architectura adlı incelemesinde, mezar yapıları için uzun süre ayakta kalabilecek beton duvarların nasıl inşa edileceğini yazdı. Duvarların en az iki ayak kalınlığında olmasını ve "kare kırmızı taş, tuğla veya katmanlar halinde döşenmiş lavdan" yapılmasını tavsiye etti. Tuğla veya volkanik kaya agregasının, sulu kireç ve volkanik patlamalardan gelen gözenekli cam ve kristal parçalarından (volkanik tefra olarak bilinir) oluşan harçla bağlanması gerekiyordu.

MIT'den çevre mühendisi Admir Masic, birkaç yıldır antik Roma betonunu inceliyor. Örneğin, 2019'da Masic, Privernum'dan alınan Roma beton numunelerini çoklu uzunluk ölçeklerinde analiz etmek için yeni bir araç setine öncülük etti ve özellikle kimyasal profil oluşturma için Raman spektroskopisi ve malzeme faz haritalaması için çoklu dedektör enerjili dağıtıcı spektroskopi (EDS) kullanıldı. Masic, aynı zamanda M.S. birinci yüzyılda yaşamış soylu bir kadın olan Caecilia Metella'nın Mezarı olarak bilinen, Roma'daki Appian Yolu üzerinde bulunan 2.000 yıllık bir anıt mezarın yapımında kullanılan antik beton numunelerini analiz eden 2021 tarihli bir çalışmanın da ortak yazarıydı.

2023'te ise Masic'in grubu, Privernum'daki beton duvarlardan alınan ve başkalarının büyük ölçüde kalitesiz hammaddeler veya kötü karıştırmadan kaynaklandığını düşündüğü tuhaf beyaz mineral topaklara, yani "kireç kırıntılarına" odaklandı. Masic ve ekibi durumun böyle olmadığı sonucuna vardı. Aksine, Romalılar kasıtlı olarak sönmemiş kireçle "sıcak karıştırma" yöntemini kullanmışlardı ve bu yöntem, malzemeye kendi kendini iyileştirme özelliği kazandırıyordu. Betonda çatlaklar oluşmaya başladığında, çatlakların kireç kırıntıları boyunca ilerleme olasılığı daha yüksekti. Kırıntılar daha sonra su ile reaksiyona girerek kalsiyumla doymuş bir çözelti üretiyordu. Çözelti, çatlakları doldurmak için kalsiyum karbonat olarak yeniden kristalleşebiliyor veya kompozit malzemeyi güçlendirmek için puzolanik bileşenlerle reaksiyona girebiliyordu.

İnşaat Aşamasında

Vitruvius tarafından tarif edilen beton formülü, sıcak karıştırma süreciyle eşleşmiyordu. Masic, durumu şu sözlerle ifade etti:

“Vitruvius’a büyük saygı duyarak, onun tanımının yanlış olabileceğini öne sürmek zordu.”

Masic, Vitruvius'un çalışmalarının antik Roma mimarisine olan ilgisini teşvik etmede kritik bir rol oynadığını ekledi:

“Vitruvius’un yazıları, antik Roma mimarisine olan ilgimi teşvik etmede kritik bir rol oynadı ve araştırmamın sonuçları, bu önemli tarihi metinlerle çelişiyordu.”

Ardından arkeologlar, Pompeii'de bir zamanlar aktif bir inşaat alanı olan, etrafa dağılmış aletlerin ve hammadde yığınlarının, yarım kalmış bir duvarın, tamamlanmış destek payandalarının ve hatta mevcut bir duvara yapılmış harç onarımlarının kalıntılarını keşfettiler. Masic, alanı, Romalıların betonlarını nasıl yaptıkları hakkında daha fazla sır barındıran gerçek bir "zaman kapsülü" olarak nitelendirdi.

Masic ve ekibinin alandan alınan numuneler üzerinde yaptığı en son izotopik analiz, betonun Privernum'u inşa etmek için kullanılanlarla aynı kireç kırıntılarına sahip olduğunu doğruladı. Bozulmamış sönmemiş kireç parçaları, diğer kuru hammaddelerle önceden karıştırıldığını gösteriyordu, ki bu, sıcak karıştırma sürecindeki kritik bir erken adımdı. Dahası, çimentoda kullanılan volkanik kül, pomza içeriyordu ve pomza parçacıkları, zamanla çevredeki çözeltiyle kimyasal olarak reaksiyona girerek yeni, güçlendirici mineral birikintileri oluşturuyordu. Vitruvius'a gelince, Masic, tarihçinin yanlış yorumlanmış olabileceğini öne sürdü ve çimento karıştırma sürecindeki gizli ısıya yaptığı kısa bir atfın, sıcak karıştırmayı işaret edebileceğine dikkat çekti.

Masic, sonuçlara o kadar güveniyor ki, son 10 yılda öğrendiği dersleri kullanarak daha dayanıklı modern beton yapmak için yeni bir üretim şirketi kurdu. Masic, yeni materyalin potansiyeli hakkında şunları söyledi:

“Bu malzeme, binlerce yıl boyunca kendini iyileştirebilir, reaktiftir ve son derece dinamiktir.”

Malzemenin geçmişteki dayanıklılığını vurgulayarak şunları ekledi:

“Depremlerden ve volkanlardan sağ çıktı. Denizin altında dayanıklılığını korudu ve elementlerden kaynaklanan bozulmalardan kurtuldu. Bugün Roma betonunu tamamen kopyalamak istemiyoruz. Sadece bu bilgi kitabından birkaç cümleyi modern inşaat uygulamalarımıza aktarmak istiyoruz.”

‍

‍

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://arstechnica.com/science/2025/12/study-confirms-romans-used-hot-mixing-to-make-concrete/