A XX. század a beton évszázada, városainkat betondzsungelnek is szoktuk nevezni, és ma a víz után a cementből használ legtöbbet az emberiség. Joggal gondolhatnánk, hogy a beton igazi modern találmány. Holott nem az, az ókori rómaiak is használtak betont, amely egyes tulajdonságaiban jobb volt a napjainkban alkalmazottnál. Csak sajnos időközben a pontos recept feledésbe merült.

A római betonépítészet csúcsa alighanem a Pantheon. Aki Rómában jár, biztos, hogy nem hagyja ki ezt a fenséges épületet. A hatalmas templom valójában egy óriási, 43,3 méteres beton kupolával fedett épület, egyben jól mutatja, a római építőmesterek mennyire kitűnően bántak ezzel az anyaggal.

A Pantheon csodája

A Pantheonba lépve nemcsak a hatalmas tér nyűgözi le a belépőt, hanem annak rendkívüli harmóniája. Ez annak köszönhető, hogy a belső térbe pont beillene egy 43,3 méter átmérőjű labda, ugyanis nemcsak ennyi a kupola fesztávja, de a magassága is. Mégis kívülről a tető sokkal kevésbé látszik meredeknek.

A 2000 éves, hatalmas épület fő anyaga a beton (Fotó: Wikipedia)

Ez azért tűnik így, mert a kupolában egy nagyon ötletes vázszerkezet van elrejtve, ami természetesen nem vasból vagy fából készült, hanem betonból. Kívül magasra nyúló fallal támasztották meg a kupolát, míg annak belsejében kazettákat képeztek ki, ami a kupola erőjátékát tökéletesen elosztja. Ahogy felfelé emelkedik a szerkezet, a héjazat egyre vékonyabb, és a betonba – könnyítésként – habkövet is kevertek, amely annyira könnyű anyag, hogy úszik a víz tetején. A Kr.e 27-ben elkészült alkotás nemcsak a maga korában volt párját ritkító, a mai napig ez a legnagyobb, vasalatlan betonból készült kupola.

A Pantheon szerkezete (Forrás: Pinterest)

A Pantheonon kívül számos más épületben használtak a rómaiak betont. Hidaknál, középületeknél, kikötőknél. A római Colosseum, a Circus Maximus, rengeteg híd, vízvezeték, középület nem épülhetett volna meg a beton alkalmazása nélkül. Sok közülük 2000 éve áll, azaz messze meghaladták a modern betonépítményektől elvárt 120 éves élettartamot, akár párás, vizes környezetben, komolyabb karbantartás nélkül. Erre tökéletes példa a Colosseum, amire a középkorban inkább kőbányaként tekintettek, mint megőrzendő emlékre, mégis jórészt megmaradt a mai napig.

A vulkáni hamuban rejlik a titok

Miből is állt a római beton, és miben különbözött a maitól?

A római beton kissé más összetételű volt, mint a mai cement, annak hozzávetőleges összetételét Marcus Vitruvius Pollio, Augustus császár hadmérnöke leírta, e szerint az égetett mész és vulkanikus kőzet, tufa keverékéből állt, azonban ez önmagában nem magyarázta meg a római beton tartósságát.

Csak az elmúlt években jöttek rá a kutatók arra, hogy a római beton tartalmazott egy olyan összetevőt, ami magyarázatot ad a hosszú élettartamra, valamint arra a különleges képességre, hogy a római beton bizonyos körülmények között „öngyógyító”, a kisebb repedéseket ugyanis a szerkezet ki tudja tölteni, be tudja forrasztani.

Az ezt lehetővé tevő összetevő két ritka ásvány, az alumínium-tobermorit és a phillipsit, ami a rómaiak által használt vulkáni hamuban valóban megtalálható. Azt azonban még mindig nem tudjuk, hogy a rómaiak pontosan milyen arányban használták ezeket.

A Colosseum felső szintjei betonból készültek (Fotó: Wikipedia, FeaturedPics)

A rómaiak ráadásul többféle betont használtak. A magasépítményekhez a Rómától 20 kilométerre lévő Pozzolane Rosse-i lelőhelyen lévő anyagot használták, de a víz alatti építkezésekhez és a magasépítményekhez is volt saját keverékük, ami égetett meszet és vulkanikus hamut tartalmazott.

A vízalatti építkezéseknél az összetevőkből elkészített habarcshoz – amelyhez más vulkáni hamut, a mai Nápoly környékéról származó anyagot használtak – tufatörmeléket adtak, majd ezt az anyagot fa formákba töltötték és az egészet tengervízbe merítették. Az egész egyveleg vegyi reakcióba lépett a tengervízzel, és megkötött, annyira szilárddá, hogy évezredekig nem ment tönkre.

Mindezek mellett a római beton előállítása is sokkal környezetbarátabb volt, ugyanis a cementjükhöz kevesebb mészkövet használtak, és csak 900 fokra hevítették azt, ellenben a modern cementtel, amit 1480 fokon égetnek ki.

A cement szó is az ókori Róma szülötte

De hogyan használták a betont? Hasonlóan, mint manapság, a falakat és egyéb szerkezeteket kizsaluzták. A falaknál agyagtéglákból építettek két párhuzamos falat, és ezt töltötték ki úsztatott betonnal. (Ennek anyagába nagyobb kövek is kerülhetnek, ezáltal cement takarítható meg. Az “úsztatott” kifejezés onnan ered, hogy a beton állaga miatt a kövek nem süllyednek le egészen az aljáig, hanem a beton belsejében “úsznak”.) Ezt a szerkezetet nevezték a rómaiak opus caementitiumnak – innen származik a cement szavunk. Így épült fel Róma városát körbevevő, és a modern ágyúk megjelenéséig bevehetetlen fal is, ami olyan keményre szilárdult, hogy hagyományos eszközökkel áttörhetetlen volt.

Az egyéb építményeiknél szintén zsaluzást használtak, vagy fa zsalut, amit később eltávolítottak, vagy, hasonlóan a falakhoz, kőből, téglából alakították ki a külső formát, amit kiöntöttek betonnal. Így épültek a vízvezetékek, vagy a Colosseum, ahol csak az alsó ívsor készült kőből, a felette lévő emeletek téglafalazat közé öntött betonból. Ahol kellett, ott a betont márványlapokkal vagy más anyaggal burkolták, és így adtak tetszetős kinézetet az építményeknek

A rómaiaknak a beton hatalmas szabadságot adott épületeik megformálásában, hiszen a falakat a zsaluzás után egyszerűen kiöntötték, és változatos alakú építményeket emelhettek, amelyekhez nem kellett annyi szakember. A hozzávalók kikeveréséhez, az anyagok mozgatásához ugyanis a képzetlen rabszolgákat is fel lehetett használni, a szakemberekre csak a speciális tudást igénylő feladatoknál volt szükség.

Rómában a beton folyamatosan jelen volt, és hozzájárult a hatalmas város létrejöttéhez, Augustus császár alatt rengeteg nagyszabású épület épült, és élete végén állítólag azzal dicsekedett, hogy téglából álló Rómát kapott és márványból készültet hagy az utódaira. Ez úgy volt lehetséges, hogy a márvány alatt ott volt a gyorsan megépíthető, de tartós szerkezeteket létrehozó beton.

Egy ókori betondzsungel, Róma (Forrás: Wikipedia, Woeterman 94)

A birodalom bukása után a betont, és a víz hatására megkötő anyagot, azaz a cementet több, mint egy évezredre elfelejtették. A nagyszerű katedrálisok, a középkori várak, a reneszánsz kastélyok cement és beton alkalmazása nélkül épültek.

A beton csak a XIX. század elején tért vissza, akkor fedezték fel újra. Magyarországon az első olyan építmény, amelyben betont is használtak, az 1839-1849 között felépült Lánchíd volt.