♦ Antik Roma ve Maya binaları nasıl hala ayakta?

Bilim insanları sırlarını açığa çıkarıyor

Gelecek için daha iyisini inşa etme arayışında olanlardan bazıları, uzun zaman önceki geçmişte yanıtlar arıyor.

Dünyanın dört bir yanındaki antik inşaatçılar, kalın beton deniz bariyerleri döken Romalı mühendislerden, tanrıları için alçı heykeller yapan Maya duvar ustalarına, işgalcilere karşı duvarlar diken Çinli inşaatçılara kadar binlerce yıl sonra bugün hala ayakta olan yapılar yarattı.

-Ancak daha yeni yapıların birçoğunun son kullanma tarihi yaklaşıyor: Modern dünyamızın çoğunu oluşturan betonun ömrü yaklaşık 50 ila 100 yıl arasında.

Sayıları giderek artan bilim insanları, binlerce yıl boyunca nasıl dayandıklarını ortaya çıkarmayı umarak, uzun zaman öncesine ait materyalleri inceliyor; bina parçalarını parçalıyor, tarihi metinleri inceliyor, taklit tarifleri karıştırıyor..

 

Bu tersine mühendislik, eski binalara karıştırılmış şaşırtıcı bir malzeme listesi ortaya çıkardı: ağaç kabuğu, volkanik kül, pirinç, bira ve hatta idrar gibi malzemeler. Bu beklenmedik eklentiler, zamanla güçlenme ve çatlaklar oluştuğunda “iyileşme” yeteneği gibi oldukça etkileyici bazı özelliklerin anahtarı olabilir..

 

Bu özelliklerin nasıl kopyalanacağını bulmanın bugün gerçek etkileri olabilir: Modern betonumuz devasa gökdelenleri ve ağır altyapıyı kaldıracak güce sahip olsa da, bu eski malzemelerin dayanıklılığıyla rekabet edemez..

 

İklim değişikliğinin artan tehditleriyle birlikte, inşaatı daha sürdürülebilir hale getirmeye yönelik artan bir çağrı var. Yakın zamanda yayınlanan bir BM raporu, yapılı çevrenin küresel CO2 emisyonlarının üçte birinden fazlasından sorumlu olduğunu ve tek başına çimento üretiminin bu emisyonların %7’sinden fazlasını oluşturduğunu tahmin ediyor.

–   Kültürel mirasçı Carlos Rodriguez-Navarro:

“Malzemenin özelliklerini Maya halkının veya eski Çinlilerin geleneksel tariflerini kullanarak geliştirirseniz, modern inşaatlarda kullanılabilecek malzemeyi çok daha sürdürülebilir bir şekilde üretebilirsiniz”

 

♦  Antik Roma betonu bugünkünden daha mı iyi?

 

Pek çok araştırmacı ilham almak için Romalılara yöneldi..

MÖ 200’lerden itibaren Roma İmparatorluğu’nun mimarları, Pantheon’un yüksek kubbesinden bugün hala su taşıyan sağlam su kemerlerine kadar zamana direnen etkileyici beton yapılar inşa ediyorlardı.

 

 

Kanada’daki Victoria Üniversitesi’nden arkeolog John Oleson, deniz suyunun yüzyıllardır yapıları hırpaladığı limanlarda bile betonun “temel olarak 2000 yıl önce döküldüğü zamanki halini” bulacağınızı söyledi.

-Modern betonun çoğu, kireçtaşı ve kilin süper yüksek sıcaklıklara ısıtılıp öğütülmesiyle elde edilen bir toz olan Portland çimentosu ile başlar. Bu çimento, kimyasal olarak reaktif bir macun oluşturmak için suyla karıştırılır. Daha sonra kaya ve çakıl gibi malzeme parçaları eklenir ve çimento macunu bunları beton bir kütleye bağlar.

Vitruvius gibi antik mimarların kayıtlarına göre Roma süreci de benzerdi. Antik inşaatçılar yanmış kireçtaşı ve volkanik kum gibi malzemeleri su ve çakılla karıştırıp her şeyi bir arada tutacak kimyasal reaksiyonlar yarattılar.

Artık bilim insanları, bazı Roma betonlarının binlerce yıldır yapıları ayakta tutmasının önemli bir nedenini bulduklarını düşünüyor: Antik malzemenin kendini onarma konusunda alışılmadık bir gücü var. Tam olarak nasıl olduğu henüz belli değil, ancak bilim adamları ipuçları bulmaya başlıyor..

 

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde inşaat ve çevre mühendisi olan Admir Masic, bu yılın başlarında yayınlanan bir çalışmada, bu gücün, eşit şekilde karıştırılmak yerine Roma malzemesinin her tarafına serpiştirilmiş kireç parçalarından geldiğini öne sürdü . Araştırmacılar bu parçaların Romalıların malzemelerini yeterince iyi karıştırmadıklarının bir işareti olduğunu düşünüyorlardı..

 

Bunun yerine, Roma dışındaki antik bir şehir olan Privernum’dan alınan somut örnekleri analiz ettikten sonra bilim insanları, parçaların malzemenin “kendi kendini iyileştirme” yeteneklerini besleyebileceğini buldu. Masic, çatlaklar oluştuğunda suyun betonun içine sızabileceğini açıkladı. Bu su, kalan kireç torbalarını harekete geçirerek, hasarlı bölümleri doldurabilecek yeni kimyasal reaksiyonları tetikler..

 

Utah Üniversitesi’nden jeolog Marie Jackson ise farklı bir yaklaşıma sahip. Araştırması, anahtarın Romalılar tarafından kullanılan belirli volkanik materyallerde olabileceğini buldu.

İnşaatçılar, patlamalardan sonra geride kalan volkanik kayaları betonlarına karıştırmak için toplayacaklardı. Jackson, bu doğal olarak reaktif malzemenin elementlerle etkileşime girdikçe zamanla değiştiğini ve gelişen çatlakları kapatmasına olanak sağladığını söyledi..

 

Jackson, zaman içinde uyum sağlamaya devam edebilme yeteneğinin “malzemenin gerçekten dehası” olduğunu söyledi. “Beton o kadar iyi tasarlandı ki kendini ayakta tutuyor.”

♦ Deniz kabukları kadar güçlü heykeller yapmak için ağaç suyunu kullanma

 

Honduras’taki bir Maya bölgesi olan Copan’da, karmaşık kireç heykelleri ve tapınakları, 1000 yılı aşkın bir süre sıcak ve nemli ortama maruz kaldıktan sonra bile bozulmadan kalıyor. .

  -Bu yılın başlarında yayınlanan bir araştırmaya göre bu yapıların uzun ömürlü olmasının sırrı aralarında filizlenen ağaçlarda yatıyor olabilir.

Buradaki araştırmacıların yapıların yaratıcılarıyla canlı bir bağlantısı vardı:

Çalışmada çalışan Rodriguez-Navarro, Honduras’ta soylarının izini Maya inşaatçılarına kadar uzanan yerel duvar ustalarıyla buluştuklarını açıkladı..

 

Duvar ustaları, kireç karışımında yerel chukum ve jiote ağaçlarından elde edilen özlerin kullanılmasını önerdi. Araştırmacılar, kabuğun toplanması, parçalarının suya konulması ve elde edilen ağaç “öz suyunun” malzemeye eklenmesinden oluşan tarifi denediğinde, elde edilen sıvanın özellikle fiziksel ve kimyasal hasara karşı dayanıklı olduğunu buldular..

 

Bilim insanları yakınlaştırdıklarında, ağaç suyundaki organik madde parçacıklarının alçının moleküler yapısına karıştığını gördüler. Rodriguez-Navarro, bu şekilde Maya sıvasının deniz kabukları ve deniz kestanesi dikenleri gibi sağlam doğal yapıları taklit edebildiğini ve dayanıklılıklarının bir kısmını ödünç alabildiğini söyledi..

 

Araştırmalar uzun zaman önce yapılara karışmış her türlü doğal materyali buldu: meyve özleri, süt, peynir peyniri, bira, hatta gübre ve idrar. Çin Seddi ve Yasak Şehir de dahil olmak üzere Çin’in en ünlü yapılarından bazılarını bir arada tutan harç, yapışkan pirinçten elde edilen nişasta izlerini içeriyor ..

 

♦ Şans mı yoksa beceri mi?

 

İngiltere’deki Sheffield Üniversitesi’nden malzeme bilimcisi Cecilia Pesce, bu antik inşaatçılardan bazılarının şanslı olabileceğini söyledi. Ucuz ve ulaşılabilir olduğu sürece hemen hemen her şeyi karışımlarına atarlardı; işe yaramayanlar ise çoktan çöktü..

 

–   Pesce:

“İnşaata her türlü şeyi koyarlardı” dedi. “Ve artık elimizde sadece ayakta kalan binalar var. Yani bu doğal bir seçilim süreci gibi.”

Ancak Hindistan’ın Vellore Teknoloji Enstitüsü’nde inşaat mühendisi ve profesör olan Thirumalini Selvaraj, bazı malzemelerin daha fazla niyet gösterdiğini söylüyor – inşaatçıların farklı özellikler üretmek için yerel malzemelerin karışımlarını hazırladığı Hindistan’da olduğu gibi.

Selvaraj’ın araştırmasına göre Hindistan’ın nemli bölgelerinde inşaatçılar, yapıların nemle başa çıkmasına yardımcı olan yerel şifalı bitkiler kullandı. Kıyı boyunca tuz hasarından korunmaya yardımcı olabilecek rafine edilmemiş bir şeker olan jaggery eklediler. Deprem riskinin daha yüksek olduğu bölgelerde ise pirinç kabuğundan yapılmış süper hafif “yüzen tuğlalar” kullanıldı..

 

–   Selvaraj:

“Bölgeyi biliyorlar, toprağın durumunu biliyorlar, iklimi biliyorlar” dedi. “Yani buna göre bir malzeme tasarlıyorlar.”

♦ Antik Roma … gökdelenler mi?

 

Günümüzün inşaatçıları eski tarifleri öylece kopyalayamazlar..

–  Roma betonu uzun süre dayanmasına rağmen ağır yükleri kaldıramıyordu:

“Roma betonuyla modern bir gökdelen inşa edemezsiniz” dedi Oleson. “Üçüncü kata geldiğinizde çökerdi.”

çökerdi.”

Bunun yerine, araştırmacılar antik malzemenin bazı özelliklerini alıp bunları modern karışımlara eklemeye çalışıyorlar. Masic, Roma’dan ilham alan “kendi kendini onaran” beton kullanarak yeni projeler inşa etmeye çalışan bir girişimin parçası. Ve Jackson, kıyı şeridini deniz seviyesinin yükselmesinden korumaya yardımcı olmak amacıyla deniz suyuna iyi dayanabilen (Roma limanlarındakiler gibi) beton yapılar tasarlamak için Ordu Mühendisler Birliği ile birlikte çalışıyor.

Masic, Romalıların etkisi olduğu kadar uzun sürmesine gerek olmadığını söyledi. Betonun ömrüne 50 veya 100 yıl eklersek “uzun vadede daha az yıkıma, daha az bakıma ve daha az malzemeye ihtiyaç duyacağız.”

___

Associated Press Sağlık ve Bilim Departmanı, Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nün Bilim ve Eğitim Medya Grubu’ndan destek alıyor. Tüm içerikten yalnızca AP sorumludur.