Eski uygarlıkların inşaa ettiği yapılar nasıl ayakta duruyor

İçinde yaşadığımız modern dünyada betonun yaklaşık ömrünün 50 ila 100 yıl olduğu kabul edilmektedir. Ancak özellikle Roma,  Maya, Mısır ya da Çin gibi kadim uygarlıklarının inşa ettiği birçok dev yapıtın günümüzde hala bütün ihtişamıyla kusursuza yakın bir şekilde ayakta kalması bilim insanları tarafından büyük şaşkınlıkla takip ediliyor.

İklim değişikliğinin büyük bir hızla arttığı günümüzde inşaat sektörünün küresel karbondioksit emisyonunun en az üçte birinin müsebbibi olması sebebiyle daha sürdürülebilir alternatif çözüm yolları arayan bilim insanları; eski ve kadim medeniyetlerin inşaat sırlarını keşfetme arzusu içerisinde.

Yüzyıllarca yıl önce yapılıp hala tüm ihtişamıyla ayakta kalmayı başaran binalardan topladıkları numuneleri inceleyen uzmanlar, mühendislik sürecini ve zaman kavramını tersine çevirdiklerinde eski uygarlıkların beton tarifinde beklenmedik unsurlara ve bazı mucizevi özellikleri gün yüzüne çıkardı.

Romalılar Tarafından Kullanılan Beton Halihazırdaki Betonlardan Daha mı Dayanıklı?

Milattan Önce (M.Ö) 200 yılından günümüze kadar gelmeyi başaran etkileyici beton yapılar inşa eden Romalıların yapıları adeta zamana ve tüm doğal afetlere meydan okuyor.

Kanada’daki Victoria Üniversitesi’nde çalışmakta olan arkeolog John Oleson’a göre, Romalıların inşa ettiği limanlarda dahi denizlerin aşındırma kuvvetine ve tüm yıpratıcına gücüne rağmen hala iki bin yıl önce dökülen betonun bulunması şaşkınlık verici.

Çoğu modern yapıda, kireçtaşı ve kilin aşırı yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılıp öğütülmesiyle elde edilen ve bir toz formu olan Portland çimentosu kullanılıyor. Bu çimento, kimyasal reaksiyona girerek bir macun oluşturması için su ile karıştırıyor. Daha sonra içerisine kaya ve çakıl gibi malzeme parçaları ilave ediliyor ve çimento hamuru bunları beton bir kütleye bağlıyor.

Çok sayıdaki Romalı mimarın da benzer bir işlemle beton ürettiği günümüzde biliniyor. Eski çağlardaki inşaatçılar yanmış kireçtaşı ve volkanik kum gibi malzemeleri su ve çakılla karıştırarak malzemeleri birbirine bağlamak için kimyasal reaksiyonlar oluşturuyordu.

Ancak bilim insanları, bilhassa Roma döneminden kalma yapıları sağlam yapan kilit bir unsuru keşfettiklerini açıkladılar.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde inşaat ve çevre mühendisi olarak görev yapmakta olan Admir Masic, 2023 yılının son çeyreğinde yayınladığı bir makalede; betonun kendini yenileme özelliğine sahip olduğuna dair ipuçları bulduğunu kamuoyu ile paylaştı.

Masic’in tezine göre bu gücün, eski Roma’da malzemelerin eşit şekilde karıştırılmak yerine, her tarafına dağılmış kireç parçalarından kaynaklanıyor.  

Araştırmacılar bu bilgiyle alakalı olarak, eski dönemlerde bu parçaların Romalıların malzemelerini yeterince iyi karıştırmadıklarının bir işareti olduğunu düşünüyorlardı. Ancak Masic, bu parçalar sayesinde betonun “kendi kendini iyileştirme” yeteneklerinin beslendiğini keşfetti.

Bu verilere göre çatlaklar oluştuğunda su, betonun içine kolayca sızabiliyor ve su, kireç parçalarını harekete geçirerek hasarlı bölümleri rahatça doldurabilecek yeni kimyasal reaksiyonları tetikliyor.

Utah Üniversitesi’nde görev yapmakta olan jeolog Marie Jackson’a göre ise, Romalıların ürettiği betonun kendini yenileme özelliği kazanmasına sebep kireç parçaları değil, yalnızca volkanik küller. Romalıların o dönemlerde yanardağ patlamalarının ardından topladığı küller belirli süre içinde  doğal olarak bu malzemelerin elementleriyle etkileşim içerisine giriyor ve oluşan çatlakların kısa sürede kapatılmasını sağlıyor.

Maya Yapılarındaki Sır Ağaç Suyunda Gizli

Güney Amerikada Honduras’ta bulunan Maya bölgesi Copan’da, karmaşık formdaki kireç heykeller ve tapınaklar sıcak ve nemli bir ortamda bulunmasına rağmen, bin yıldan daha uzun bir süre geçmesine rağmen hala bozulmadan ayakta duruyor.

2023 yılının ilk aylarında yayınlanan bir makaleye göre, bu yapıların yıllara meydan okumasındaki sır, aralarında filizlenen ağaçlarda gizli olabilir.

İspanya’daki Granada Üniversitesi’nde görev yapmakta olan kültürel miras araştırmacısı Rodriguez-Navarro, Honduras’ta soyları Maya inşaatçılarına kadar dayanan yerel ustalarla bir araya geldiklerini ve sohbet ettiklerini belirtti.

Duvar ustalarının büyük çoğunluğu, kireç karışımında yerel bazı ağaçlarından elde edilen özlerin kullanılmasını tavsiye etti. Bilim insanları  ağaç kabuğu toplamak, parçaları suya koymak ve elde edilen “ağaç suyunu” malzemeye eklemek şeklinde tarifi uygulayarak elde ettikleri sıvanın özellikle fiziksel ve kimyasal hasara ve darbelere karşı fazlasıyla dayanıklı olduğunu gördü.

Rodriguez-Navarro,’ya göre ağaç suyundan gelen organik madde sıvanın moleküler yapısına entegre oluyor. Bu şekilde elde edilen Maya sıvası deniz kabukları ve deniz kestanesi dikenleri gibi sağlam ve dayanıklı doğal yapıları taklit edebiliyor.

Tesadüf mü Beceri mi?

Konu hakkında yürütülen bilimsel araştırmalar, yıllar öncesine ait yapılara çok farklı doğal malzeme karıştırıldığını gözler önüne çıkardı. Meyve özleri, süt, peynir loru, bira, gübre, idrar, bu malzemelerden bazıları.

Çin Seddi ve Yasak Şehir de dahil olmak üzere Çin’in en ünlü ve en muhteşem yapılarından bazılarını bir arada tutan harç da ise, yapışkan pirinçten elde edilen nişasta izleri tespit edildi.

İngiltere’deki Sheffield Üniversitesi’nden malzeme bilimci Cecilia Pesce konu hakkında yaptığı açıklamada; ucuz ve kolay bulunabilen bu malzemelerin işe yaraması halinde binanın ayakta kalıyor, yaramaması halinde ise çöküyor.

Ancak bazı malzemeler o dönemlerdeki inşaat ustaları tarafından özellikle seçilmiş gibi duruyor. Hindistan’ın Vellore Teknoloji Enstitüsü’nde inşaat mühendisi olarak görev yapmakta olan Profesör Thirumalini Selvaraj, yaptığı araştırmada inşaatçıların farklı özellikler üretmek için yerel malzemelerin karışımlarını hazırladığını kanıtladı.

Selvaraj yürüttüğü bilimsel çalışmalarda ülkenin en nemli bölgelerinde, yapıların neme dayanıklı olabilmesi ve nemin olumsuz etkilerinden korunmak için yerel bir ot türü, kıyı bölgelerindeki yapıların tuzdan aşınmaması ve zarar görmemesi için bir çeşit rafine edilmemiş şeker olan palmiye şekeri ve deprem riski yüksek bölgelerde ise pirinç kamışlarından elden edilen ve yüzen tuğla adı verilen çok hafif bir malzeme kullanıldığını ispatladı.

Selvaraj bu durumu şu şekilde açıkladı ” İnsanlar Bölgelerini biliyorlar, toprak durumunu biliyorlar, iklimi biliyorlar dolayısıyla buna göre bir malzeme tasarlıyorlar.” diye açıkladı.

Bu Yapım Tekniklerini Günümüzde Uygulamak Mümkün mü?

Son yıllarda ortaya çıkarılan bu bilgiler her ne kadar ilham verici yeni yöntemler önerse de, günümüzde inşa edilen binalar için bu yöntemleri uygulamak pratikte pek mümkün görünmüyor.

“Roma betonuyla modern bir gökdelen yada iş merkezi inşa edemezsiniz. Üçüncü kata geldiğinizde inşatınız çökerdi.” diyen Oleson, Roma betonunun uzun süre dayanmış olmasına rağmen ağır yükleri taşıyamayacağına dikkat çekti.

Ancak araştırmacılar, antik malzemenin bazı özelliklerini alıp modern karışımlara eklemenin faydalı olabileceğini düşünüyor. Masic, Roma döneminden esinlenen ve kendi kendini yenileyebilen formdaki betonu kullanarak yeni projeler inşa etmeye çalışan bir girişimin parçası. Jackson ise kıyı şeridini deniz seviyesinin yükselmesinden korumaya yardımcı olmak amacıyla Roma limanlarında olduğu gibi deniz suyuna dayanıklı beton yapılar tasarlamak için Amerikan ordusundaki mühendislerle birlikte ortak bir projede çalışıyor.

Uzmanlara göre bu çalışmalardaki temel amaç, betonun ömrünü Romaların binaları gibi binlerce yıl olmasa da 50-100 yıl daha uzatmak. Bu sayede inşaat sektörü uzun vadede daha az yıkım, daha az bakım ve daha az malzemeye gereksinim duyabilir.

Benzer İçerik