راز کولوسئوم: چگونه بتن قدیمی رومی دنیای ما را شکل داد
بتن در دنیای مدرن امروزی همه جا حضور دارد و ستون فقرات ساختمان‌ها، پل‌ها و زیرساخت‌ها را تشکیل می‌دهد. تاریخچه‌ی آن به هزاران سال پیش برمی‌گردد و تکنیک‌های مختلف بارها از دست رفته و دوباره کشف شده‌اند.
از سال ۴۰۰ قبل از میلاد تا قرن پنجم میلادی، امپراتوری روم تکنیک‌های مهندسی‌ای را پایه‌گذاری کرد که همچنان تأثیرگذارند. بتن رومی، اپوس کائمنتیسیوم، نوآوری کلیدی بود که به دوام معماری روم کمک کرد.
کولوسئوم در رم نمونه‌ای از مهارت‌های ساختمانی رومی است. ساخت آن در سال ۸۰ میلادی به پایان رسید و حدود ۱۰ سال طول کشید. امپراتور وسپاسیان دستور ساخت آن را بر زمینی که قبلاً توسط امپراتور نرو برای مقاصد خصوصی استفاده می‌شد، صادر کرد تا آن را به استفاده عمومی بازگرداند. کولوسئوم میزبان مسابقات گلادیاتور، شکار حیوانات و دیگر نمایش‌ها بود و ۸۰ هزار تماشاچی را جای می‌داد.
ظهور و افول بتن رومی
کولوسئوم با ارتفاع ۴۸ متر، عرض ۱۵۶ متر و طول ۱۸۹ متر، دارای سیستم پیچیده‌ای از طاق‌ها و معابر زیرزمینی به نام هیپوگیوم بود. دوام ۲۰۰۰ ساله آن به کیفیت تکنیک‌ها و مواد رومی اشاره دارد.
بتن رومی در پایه و ساختار کلی کولوسئوم بسیار اهمیت داشت. استفاده از آن به قرن سوم قبل از میلاد در ساخت بنادر برمی‌گردد، جایی که مقاومت در برابر آب ضروری بود. این ماده احتمالاً در مناطق آتشفشانی مرکز ایتالیا پیدا شده بود.
پوزولانا، خاکستر آتشفشانی طبیعی نزدیک ناپل، یکی از مواد کلیدی در بتن رومی بود. آن با آهک، آب و مصالحی مانند سنگ و سفال مخلوط می‌شد. این مخلوط می‌توانست زیر آب نیز سفت شود و برای پروژه‌های ساختمانی مختلف ایده‌آل بود. بتن با استفاده از آب دریا متراکم‌تر و مقاوم‌تر می‌شد.
بتن رومی
در ساخت بسیاری از سازه‌های معروف، از جمله گنبد پانتئون و قنات‌هایی که آب زلال به رم می‌رساند، استفاده می‌شد.
اما با فروپاشی روم در سال ۴۷۶ میلادی، بسیاری از روش‌های مهندسی از دست رفتند. اروپای غربی وارد دوران تاریکی شد و روش‌های ساخت و ساز عقب‌گردی کرد. حتی در دوره رنسانس اولیه، سازندگان قادر به تکثیر تکنیک‌های بتن رومی نبودند.
بازکشف، احیا و چالش‌های مدرن
در سال ۱۴۱۴، پژوهشگر ایتالیایی پوگیو براچولینی نسخه خطی‌ای در صومعه سن‌گال سوئیس یافت که در نهایت رازهای بتن رومی را فاش کرد: کتاب «د آرکیتکتورا» توسط معمار رومی ویتروویوس روش‌ها و مواد ساختمانی مختلف را شرح می‌داد.
نوشته‌های ویتروویوس الهام‌بخش معماران رنسانس مانند لئون باتیستا آلبرتی شد، که سانتا ماریا نوولا در فلورانس را طراحی کرد. اما تا سال ۱۷۵۶، مهندس بریتانیایی جان سمی‌تون یک نوع جدید از آهک هیدرولیک برای فانوس دریایی ادیستون در کورنوال توسعه داد که اولین بار استفاده از یک ماده شبه بتن مدرن پس از سقوط روم بود.
تا قرن ۱۹، بتن مجدداً مورد استفاده گسترده قرار گرفت. ایسمبارد کینگدام برونل از آن در تونل تیمز استفاده کرد که در سال ۱۸۴۳ تکمیل شد. ساخت کانال سوئز (۱۸۵۹-۱۸۶۹) از بتن در دیوارهای حفاظتی آن استفاده کرد. سد هوور، که در سال ۱۹۳۶ تکمیل شد، از بیش از ۴ میلیون متر مکعب بتن استفاده کرد و قابلیت‌های این ماده در پروژه‌های بزرگ را نشان داد.
در نیمه قرن بیستم، بتن به یک جزء اصلی در سبک معماری بروتالیسم تبدیل شد. این اصطلاح از «بتن بروت» فرانسوی به معنی «بتن خام» آمده است. نمادهای برجسته این سبک شامل یونیت د هبیتاسیون لوکوربوزیه در مارسی و مدرسه هانستانتون در نورفولک انگلستان می‌شود.
بروتالیسم برای ساختمان‌های شهری، عمومی و آموزشی محبوب شد اما از نظر زیبایی‌شناسی مورد انتقاد قرار گرفت. برخی بر این باورند که این انتقادات بیشتر به نابودی شهری در اواخر قرن بیستم مربوط می‌شد تا به خود سبک.
با وجود کاربری‌هایش، بتن چالش‌های زیست محیطی قابل توجهی ایجاد می‌کند. تولید سیمنت به تنهایی حدود ۸ درصد از انتشارات جهانی CO2 را تشکیل می‌دهد. صنعت بتن نیز مقدار زیادی آب و سوخت‌های فسیلی مصرف می‌کند. نگرانی‌های اضافی شامل اثر جزیره‌ی گرمایی شهری و تخریب زیستگاه به دلیل استخراج منابع است.
آینده بتن
تلاش‌ها برای توسعه بتن‌های پایدارتر در حال انجام است. استفاده از خاکستر، سرباره، مصالح بازیافتی و دود سیلیکا می‌تواند مصرف سیمان را کاهش دهد و پایداری را بهبود بخشد. روش‌های تولید انرژی کارآمدتر و توسعه بتن مقاوم‌تر هدف دارند که نیاز به تعمیرات و تعویض‌ها را کاهش دهند.
بازکشف تکنیک‌های بتن رومی همچنین علاقه به بهبود مخلوط‌های مدرن را برانگیخته است. پژوهشگران در حال بررسی استفاده از خاکستر آتشفشانی و آب دریا برای ایجاد بتن‌های مقاوم‌تر و دوستدار محیط زیست هستند.
تأثیر بتن بر محیط ساخته‌ی ما غیر قابل انکار است. این ماده بنیان بسیاری از زیرساخت‌های شهری ما را تشکیل می‌دهد و ما را به دستاوردهای مهندسی دنیای باستان متصل می‌کند.
با مواجهه با مسائل زیست محیطی مربوط به استفاده از بتن، ممکن است در موقعیت مشابهی با سازندگان دوره رنسانس قرار بگیریم. آینده ساخت و ساز ممکن است در توازن بین دوام روش‌های قدیمی و الزامات پایداری مدرن نهفته باشد.
سفر بتن از روم باستان تا سایت‌های ساخت و ساز مدرن بازتاب دهنده‌ی نوآوری و تطبیق‌پذیری انسانی است. این امر توانایی ما را برای یادگیری از گذشته، نوآوری در حال حاضر و برنامه‌ریزی برای آینده نشان می‌دهد.
این ماده‌ی چند منظوره ساختارهای عظیم روم باستان، بازکشف تکنیک‌های از دست رفته در دوران رنسانس و آسمان‌خراش‌های امروزی را متصل می‌کند. با ادامه ساخت و نوآوری، بتن احتمالاً همچنان نقش کلیدی در شکل‌دهی دنیای ما خواهد داشت.
با این حال، چالش اکنون در این است که بتن را دوستدار محیط زیست کنیم. صنعت باید با انتشار کربن قابل‌توجه خود، استفاده بیش از حد از آب و تخریب منابع طبیعی مواجه شود. نوآوری‌ها در تولید و استفاده از بتن برای ایجاد محیط‌های شهری پایدار بسیار مهم خواهند بود.
از کولوسئوم تا سد هوور، بتن امکان دستاوردهای چشمگیر مهندسی را فراهم کرده است. کاربردهای آینده‌اش ممکن است به همان اندازه چشمگیر باشد، از جمله بتن خودترمیم شونده برای ساختارهای مقاوم‌تر یا بتن منفی کربنی که CO2 را از جو جذب می‌کند.
همانطور که بر پیاده‌روهای بتنی راه می‌رویم، در ساختمان‌های بتنی زندگی می‌کنیم و کار می‌کنیم و از پل‌های بتنی عبور می‌کنیم، ما میراث هزاران سال نوآوری انسانی را تجربه می‌کنیم. داستان بتن هنوز به پایان نرسیده؛ آن همچنان در حال تکامل و تطبیق با نیازها و مسائل زیست محیطی ماست.
