Poniższy artykuł opracowano w oparciu o stan prawny obowiązujący w momencie powstania tego artykułu.
Redakcja nie gwarantuje aktualności tekstu w okresie późniejszym, jak również nie ponosi odpowiedzialności za ew. stosowanie się do zawartych w nim zaleceń.
Beton – nie tylko jeden z najpopularniejszych, ale i najstarszych
materiałów budowlanych.
Czy to możliwe, że był wykorzystywany już przy budowie egipskich
piramid, dwa tysiące lat wcześniej niż datuje się pierwsze rzymskie
betonowe obiekty?
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat przeprowadzano badania mające
na celu znalezienie niepodważalnego dowodu na potwierdzenie, bądź
obalenie tej tezy. Niestety, bezskutecznie. Naukowcy wciąż dyskutują
nad różnymi możliwościami budowy piramid; zmagają się z biurokracją,
by uzyskać pozwolenie na zebranie kolejnych dowodów i próbują
logicznie wytłumaczyć uzyskane już wyniki.
Wśród tych kilku badaczy znajdują się tacy jak profesor Joseph
Davidovits, czy profesor Michel Barsoum, których poglądy, poparte
stosownymi dowodami na użycie betonu do budowy piramid, zostały
opublikowane, wzbudzając niemało kontrowersji w gronie egiptologów
zdających się nie zauważać problemów z własnymi próbami
wytłumaczenia historii ich powstania.
Skąd jednak pomysł, że bloki były odlewane? Oczywiście, jeśli
przyjmiemy, że słowo „odlewane” nie oznacza współczesnego
wykorzystania wysokowydajnych pomp do betonu, betoniarek i
zaawansowanych szalunków - a co oznacza, o tym dalej. Czy więc ów
pomysł wynika z czystej kalkulacji mówiącej, że za panowania jednego
faraona, czyli w okresie około dwudziestu lat, niezmiernie trudne
byłoby wykucie, przetransportowanie i ułożenie tak wielkich
fragmentów skalnych? Zwłaszcza, jeśli weźmiemy pod uwagę to z jaką
precyzją, przy ówczesnym stanie wiedzy technicznej, bez żadnych
twardych przyrządów, bez wykorzystania koła, czy bloczków, budowle
te powstawały? Pamiętając, że samo zgromadzenie tylu ludzi, którzy
byliby potrzebni do wciągnięcia tak wielkiej liczby bloków, byłoby
niezmiernie trudnym przedsięwzięciem logistycznym.
Jeżeli dodamy do tego fakt, iż miało to miejsce przed epoką brązu,
czyli najtwardszą możliwą do cięcia substancją mogła być miedź, na
tyle miękka, że nie nadająca się do obróbki tak twardego kamienia,
to idea wytwarzania bloków skalnych z litego kamienia staje się
coraz bardziej absurdalną.
Bardziej prawdopodobnym wytłumaczeniem wydaje się być teoria
profesora Josepha Davidovits'a. Zgodnie z nią egipscy niewolnicy
mieli rozpuszczać w wodzie stosunkowo miękki materiał z odsłoniętej
skały wapiennej, mieszać go z materiałami tworzącymi
tektoglinokrzemian: wapnem, glinką kaolinową, mułem i natronem, a
następnie przenosić w wiadrach i wlewać do form ustawionych już na
stokach piramid. Tam formuła miała twardnieć i stawać się odporną na
zewnętrzne warunki.
Cały proces chemiczny opierał się na dwóch formułach wymyślonych
przez Imhotepa. Ten, ponadprzeciętnie uzdolniony projektant i
budowniczy, a zarazem kapłan, lekarz i geometra, utożsamiany był po
śmierci z boską siłą właśnie ze względu na umiejętność swobodnego
kształtowania kamieni. Tę zdolność wykorzystał również do budowy
piramid. Jeden ze sformułowanych przez niego wzorów odnosił się do
powstawania kamieni tworzących wewnętrzną strukturę piramidy i
opierał na prostym szeregu reakcji: najpierw węglan sodu oraz wapno
reagują ze sobą, dając kalcyt i sodę kaustyczną, katalizującą
następnie scalenie krzemianów i tlenku glinu. Substratem tej reakcji
jest również glinka kaolinowa, a produktem hydrosodalit. Do tego
minerału dodaje się następnie karnalit, uzyskując halit i
mika-chloryt. Możliwe jest również zajście reakcji z pozostałego po
pierwszym etapie natronu z karnalitem, w wyniku czego uzyskamy
dodatkowo magnezyt i halit. Druga formuła, służąca do wytworzenia
bloków okładzinowych, jest bardzo podobna. Zamiast gliny kaolinowej
lub wraz z nią do sody kaustycznej dodaje się uwodnione minerały
krzemionkowe, uzyskując krzemian sodu, który później w reakcji z
karnalitem spowoduje powstanie również krzemianu magnezu.
Powyższe reakcje były możliwe do przeprowadzenia w płytkich
kanałach wykopanych w pobliżu placu budowy. Wszystkie niezbędne
substancje były łatwo dostępne dla budowniczych piramid. Glinka
kaolinitowa wchodziła w skład wapienia z Gizy, a złoża natronu do
dziś znajdują się w Wadi El Natrun oraz okolicznych pustyniach.
Produkty tego procesu, nazwanego geosyntezą wapnia, mogą zostać
wytworzone również w sposób naturalny i dlatego geolodzy nieznający
chemii geopolimerowej uważają geologiczny klej wiążący substancje w
blokach skalnych albo za zanieczyszczenie, albo za naturalnie
powstałe „spoiwo mikrytowe”.
W Instytucie Geopolimerów, gdzie pracuje profesor Davidovids, udało
się wytworzyć i odlać prefabrykat konglomeratu wapienia.
Wykorzystany w nim materiał geologiczny jest bardzo podobny do
znajdującego się na równinie Gizy w Egipcie i jest miękkim
materiałem z mnóstwem numulitycznych muszli, pochodzącym z
kamieniołomów we Francji. Celem tego testu było pokazanie, że tego
typu wapień doskonale nadaje się do ponownego aglomerowania.
Najpierw rozmiękczono ten miękki materiał wodą, potem zmieszano
wapienny szlam i jego skamieniałe muszelki z glinką kaolinową oraz z
prostym spoiwem geopolimerowym. Następnie szlam wapienny został
nałożony do formy (o kształcie piramidy!). Ów ponownie zaglomerowny
wapień, związany dzięki reakcji geochemicznej, stwardniał w ten
sposób w mocny i odporny blok, o wiele twardszy od oryginalnej
skały. Dla tych, którzy nie wiedzą co to takiego geopolimery, cytuję
za Wikipedią:
„Geopolimer – termin obejmujący klasę nowoczesnych, badanych od lat 50. XX wieku nieorganicznych, amorficznych, syntetycznych polimerów – glinokrzemianów o specyficznym składzie i właściwościach. Badania nad geopolimerami prowadzone są głównie w celu zastąpienia nimi cementu portlandzkiego, a w konsekwencji użycia ich na szeroką skalę w budownictwie”.
O słuszności teorii profesora Josepha Davidovits’a świadczy kilka
odrębnych i uzupełniających się wzajemnie dowodów, takich jak
chociażby próbka materiału uzyskana z piramidy Cheopsa, w przekroju
której widnieją pęcherzyki powietrza, nieistniejące naturalnie w
blokach skalnych, czy włos odkryty w badaniu mikroskopowym fragmentu
budulca. Można również zauważyć, że krzemiany z piramid są
całkowicie amorficzne, a w naturalnym kamieniu znajdują się
pierwiastki, które zdążyły ulec krystalizacji. Poza tym wydobywane w
Egipcie bloki skalne nie mają aż tak wysokiej zawartości wody.
Co więcej, gdy w Egipcie powstawał naturalny wapień, szczątki
organizmów morskich, muszli, czy wodorostów musiały opaść na dno
morza, które pokrywało znaczną część tamtejszego terenu, utworzyć
muł, który uległszy kondensacji przekształcił się w skałę osadową,
zwaną obecnie wapieniem. W takiej skale skamieniałości są przeważnie
ułożone w poziome warstwy. W skałach tworzących piramidy odkryto
natomiast, że są one nieuporządkowane, jak gdyby zostały sztucznie
wymieszane, a nie poddane naturalnemu procesowi.
Za wykorzystaniem betonu do budowy piramid przemawia również fakt,
że nie odnaleziono dotąd żadnych okruchów skalnych w pobliżu
piramid. Przecież, gdyby przyjąć, że bloki ciosano z litej skały,
musiałyby pozostać przycięte fragmenty, czy uszkodzone bloki. W
przypadku odlewania form problem ten od razu znika – pozostałości
mogły być wykorzystywane ponownie.
Za słusznością teorii profesora Josepha Davidovits'a świadczy również
analogiczność wytwarzanych materiałów do produkcji mniejszych
przedmiotów. W podziemiach Piramidy Schodkowej w Sakkarze znaleziono
bowiem wiele naczyń z łupków, diorytu, czy bazaltu, których wygląd
wskazuje, iż zostały odlane w formie. Ich kształty są niezwykle
piękne, sposób wykonania niemal perfekcyjny i nie mają najmniejszego
śladu jakiegokolwiek narzędzia. Podobnie jest z posągiem faraona
Chefrena i innymi emaliowanymi statuami. Henri Louis Le Châtelier,
francuski ceramik i metalurg, wyciął w nich maleńkie otwory, na
podstawie których stwierdził, że emalia stanowi część materiału, z
którego został wykonany posąg, a nie jest, jak przypuszczano,
nałożona później.
Chociaż trudno, przynajmniej na razie, jednoznacznie stwierdzić jak
powstały piramidy, to prace na temat produkcji betonu przez
starożytnych Egipcjan będą zapewne kontynuowane przez jeszcze wiele
lat. Profesor Michel Barsoum, na co dzień zajmujący się nauczaniem
studentów na temat ceramiki i badaniem materiałów tzw. Fazy MAX,
próbuje wykorzystać zdobytą wiedzę o formule Imphotepa do
opracowania sposobu na uzyskanie nowego materiału budowlanego w
bardziej przyjazny środowisku sposób. Badania piramid nie są więc
tylko skierowane na zaspokojenie ciekawości, co do historii rozwoju
naszej cywilizacji, ale mogą również okazać się przydatne do
dalszego rozwoju materiałów budowlanych. Tym bardziej, że tendencja
produkcji coraz bardziej dąży do ekologicznych rozwiązań
technologicznych, a więc perspektywa wytwarzania substancji
niewymagającej jednoczesnego uwalniania do atmosfery ogromnych
ilości szkodliwych dwutlenków staje się coraz bardziej kusząca. Do
uzyskania wczesnej postaci betonu użytej do budowy piramid nie
zużywa się bowiem tyle dwutlenku węgla, co przy produkcji cementu
portlandzkiego, będącego obecnie w powszechnym użyciu. Poza tym jest
to materiał trwały (przetrwał już ponad pięć tysięcy lat), a do jego
wytworzenia nie są niezbędne ani żadne zaawansowane technologie, ani
trudno dostępne surowce. Kwestią czasu pozostaje więc zapewne
ponowne wykorzystanie formuły Imhotepa tyle, że w unowocześnionej
wersji.
Tymczasem pozostaje nam badanie tajemnic piramid wraz z teorią o
wytwarzaniu bloków z betonu, która zdaje się tłumaczyć wszystkie
uzyskane dotychczas przez badaczy dane. Jednakże, popularnie wciąż
uważa się za jedyne słuszne wytłumaczenie stanowisko archeologów
twierdzących, że nie ma najmniejszego dowodu na to, że piramidy
zostały zbudowane z czegoś innego niż lity kamień. Jakiekolwiek
syntetyczne drobiny, znajdywane w testach, uważają za pozostałości z
późniejszych napraw, dokonywanych na przestrzeni wieków. Ku takiemu
obrazowi skłaniają się również ci, którym odpowiada spektakularna
wizja wznoszenia tych monumentalnych budowli przez tysiące półnagich
robotników, wciągających liny na dźwięk rozlegającego się co chwilę
świstu bata. Cóż – po raz kolejny wygrywa wizja bardziej
romantyczna, filmowa niż mało malowniczy pragmatyzm…