Beton je dnes hned po vodě druhým nejpoužívanějším stavebním materiálem na světě a zároveň jedním z největších zdrojů emisí skleníkových plynů. Jeho výroba se na nich celosvětově podílí zhruba osmi procenty, což činí přibližně čtvrtinu všech průmyslových emisí.
Pro lepší představu, kdyby ekonomika nějaké země stála výhradně na produkci cementu, který je klíčovou složkou betonu, pak by takový stát podle Narayanana Neithalatha z Arizona State University skončil v pomyslném žebříčku největších producentů emisí oxidu uhličitého na třetím místě, hned za Čínou a Spojenými státy. „Pokud máme mít reálnou šanci udržet se pod hranicí dvou stupňů Celsia, kterou stanovila Pařížská dohoda, budou muset emise spojené s cementem během příští dekády klesnout o více než pětinu,“ uvedl Neithalath už v roce 2023.
Není tedy divu, že vědci hledají nové strategie, jak tento dopad zmírnit. Jednou z nich by přitom mohla být snaha vyvinout beton, který se dokáže „sám opravit“ a vydržet podstatně déle. Inspiraci nabízejí už staří Římané, jejichž unikátní receptura betonu zajišťovala stavbám odolnost na tisíce let, píše web Science Alert.
Návrat k římským recepturám?
Nová studie publikovaná v časopise iScience analyzovala suroviny a energetické nároky starodávné římské receptury a odhalila způsoby, jak moderní cement vylepšit. Vědci poměrně překvapivě zjistili, že výroba římské malty a betonu vyžaduje více vody a energie než portlandský cement, což je nejběžnější druh cementu používaný pro výrobu betonu v současné době.
Ovšem i když jsou počáteční energetické náklady vyšší, v dlouhodobém měřítku by se římské receptury mohly ukázat jako udržitelnější, protože by nebyly potřebné tak časté opravy nebo výměny. „Vezmeme-li v úvahu životnost betonu, začínáme pozorovat jeho skutečné přínosy. Od Římanů se přitom můžeme naučit mnoho. Jestliže jejich postupy zkombinujeme s našimi moderními inovacemi, můžeme vybudovat udržitelnější stavebnictví,“ říká hlavní autorka studie Daniela Martinezová z University of the North v Kolumbii.
Koroze jako problém
Porovnat životnost římského a moderního betonu je poměrně obtížné, protože dnešní betonové konstrukce bývají často vyztuženy ocelí. A jakmile tento materiál začne rezavět, roztahuje se a okolní beton začne během několika let praskat a degradovat.
Oproti tomu starověký římský beton je schopný jakéhosi „samozacelení“. Když se v něm objeví praskliny, při proniknutí vody se znovu přirozeně spojí. A právě to je jeden z důvodů, proč například římské vlnolamy odolávají po tisíciletí, navzdory neustálému působení přírodních živlů.
Zda je něčeho podobného schopný i moderní beton, však zatím není jasné. Martinezová a její tým připouštějí, že delší životnost cementových konstrukcí „může zvýšenou poptávku po novém materiálu kompenzovat jen částečně“, ačkoliv zároveň dodává, že římské výrobní postupy mohou přinést i řadu jiných ekologických výhod.
Vulkanické horniny místo sádrovce
Portlandský cement i ten římský vycházejí ze stejné hlavní suroviny, kterou je vápenec. Jeho zahřátím vzniká vysoce reaktivní prášek známý jako pálené vápno, které se po smísení s vodou mění v maltu. V samotné Římské říši se sice receptury betonu lišily, avšak většinou se tato malta kombinovala s místními vulkanickými horninami – na rozdíl od moderního betonu, v němž se používá sádrovec.
Další podstatnou výhodou římského betonu byla skutečnost, že při jeho výrobě vznikalo mnohem méně škodlivých znečišťujících látek. Jedním z důvodů mohlo být i to, že se vápenec pálil pomocí dřeva z dubu a jedle, nikoliv s přispěním fosilních paliv, jako se to dělá dnes. Tento rozdíl v samotném procesu výroby mohl významně ovlivnit výslednou ekologickou stopu materiálu.
Tedy jinými slovy, podle nejnovějších modelů může využívání římských technik snížit emise oxidů dusíku a síry v porovnání se současnými metodami až o 98 procent. „Použití biomasy a dalších alternativních paliv k vytápění pecí by mohlo být účinnější cestou k dekarbonizaci výroby cementu než samotné zavádění římských receptur,“ uzavírá Martinezová
