ปัจจุบันเราสร้างกำแพงกั้นน้ำหรือท่าเทียบเรือจากคอนกรีตที่เป็นส่วนผสมของหินปูน, หินทราย, ขี้เถ้า, ชอล์ก, เหล็ก และดินเหนียว ทั้งยังต้องมีการเสริมเหล็กเข้าไปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ส่วนการออกแบบก็มีเป้าหมายเพื่อไม่ให้กำแพงกั้นน้ำหรือท่าเทียบเรือเปลี่ยนรูปไปหลังจากก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม การที่ต้องสัมผัสกับน้ำทะเลตลอดเวลาก็ทำให้มันสึกกร่อนไปตามกาลเวลา แต่สำหรับคอนกรีตที่สร้างกำแพงกั้นน้ำหรือท่าเทียบเรือของชาวโรมันโบราณ กลับไม่ใช่เช่นนั้น เพราะยิ่งสัมผัสกับน้ำทะเลมันก็ยิ่งแสดงความแข็งแกร่งมากขึ้นไปกว่าในครั้งแรกที่ถูกสร้างขึ้นเสียอีก ทั้งที่มีอายุนับพัน ๆ ปีมาแล้ว

คอนกรีตโรมันถือว่าเป็นวัสดุก่อสร้างที่แข็งแกร่งที่สุดชนิดหนึ่งในประวัติศาสตร์ สังเกตจากกำแพงกั้นน้ำหรือท่าเทียบเรือ ที่แม้ว่ามันจะจมอยู่ใต้น้ำตลอดเวลา แต่กลับเอาชนะกาลเวลาและการกัดกร่อนของน้ำทะเลมาได้ ซึ่งความก้าวหน้าทางวิศวกรรมของชาวโรมันนี้เป็นปริศนาเรื่อยมา จนกระทั่งการศึกษาวิจัยใหม่ของมหาวิทยาลัยยูทาห์เปิดเผยว่า ชาวโรมันใช้วัสดุเฉพาะผสมลงไปในคอนกรีตด้วย ทำให้การทำปฏิกิริยากับน้ำทะเล ช่วยปรับปรุงสมบัติของคอนกรีตเมื่อเวลาผ่านไป

นักธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยยูทาห์ได้เปิดเผยวัสดุเฉพาะที่ชาวโรมันผสมลงไปในการทำคอนกรีตว่า ส่วนผสมที่พวกเขาใช้นั้นคือ ขี้เถ้าภูเขาไฟ ปูนขาว และน้ำทะเล ไม่เพียงแค่นั้นพวกเขายังเพิ่มหินภูเขาไฟเข้าไปให้มีบทบาทแทนมวลรวม (วัสดุที่ใช้สำหรับผสมกับปูนซีเมนต์และน้ำ เช่น หิน ทราย) เพื่อผลิตคอนกรีตอีกด้วย นอกจากนี้ยังคาดการณ์ว่าชาวโรมันอาจได้รับอิทธิพลจากการใช้วัสดุพิเศษนี้ จากการสะสมของเถ้าภูเขาไฟที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเรียกว่า ทัฟฟ์ (Tuff) ซึ่งพบได้ในพื้นที่ Portus Cosanus ในทัสกานี (Tuscany)

นักธรณีวิทยายังค้นพบแร่ธาตุ Aluminium Tobermorite (Al-tobermorite) ที่หาได้ยากในตัวอย่างคอนกรีตโรมันอีกด้วย ผลึกแร่นี้เกิดขึ้นในอนุภาคของหินปูน โดยกระบวนการของปฏิกิริยาพอซโซลานิก (Pozzolanic Reaction) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดสารเชื่อมประสานใหม่ขึ้นมา ภายใต้อุณหภูมิที่สูงขึ้น การปรากฏตัวของ Al-tobermorite ในคอนกรีตโรมันทำให้นักวิจัยรู้สึกหมดหวัง เพราะว่ามันยากที่จะสังเคราะห์แร่ชนิดนี้ออกมา เนื่องจากต้องใช้อุณหภูมิที่สูงมากในการสังเคราะห์แต่ได้แร่ที่ต้องการกลับออกมาในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น นอกจากนี้ทีมวิจัยยังค้นพบแร่ที่เรียกว่า  Phillipsite ที่เกิดขึ้นในหินภูเขาไฟขนาดเล็กด้วย

ทั้ง  Al-tobermorite และ Phillipsite ล้วนเกิดจากการที่น้ำทะเลไหลกรองผ่านโครงสร้างคอนกรีตโรมัน น้ำทะเลจะละลายส่วนประกอบบางอย่างของเถ้าภูเขาไฟ และก่อเกิดเป็นแร่ธาตุใหม่อย่าง Al-tobermorite และ Phillipsite ซึ่งจะมีรูปร่างคล้ายแผ่นคอยยึดอยู่ระหว่างช่องว่างในตัวประสานซีเมนต์ ซึ่งนักวิจัยสรุปได้ว่าการสร้างแผ่นประสานนี้จะช่วยเพิ่มความต้านทานของคอนกรีตต่อการแตกหักนั่นเอง

หลายคนอาจคิดว่า ถ้าอย่างนั้น เราก็นำความรู้นี้มาสร้างคอนกรีตกันเลยสิ  แต่ว่า Marie Jackson นักวิจัยด้านธรณีวิทยาจากมหาวิทยาลัยยูทาห์ กลับกล่าวว่า "เป็นเรื่องที่น่าเสียดายแต่เราไม่สามารถทำแบบนั้นได้ ส่วนประกอบของคอนกรีตโรมันที่ถูกต้องนั้นไม่มีอยู่ที่ไหนในโลกแล้ว และวัสดุหินที่ชาวโรมันใช้ก็ไม่ได้มีมากมายนักในหลายแห่งบนโลก ดังนั้น เราจึงต้องมีการใช้บางอย่างทดแทน"

อย่างไรก็ตาม การค้นพบในครั้งนี้อาจนำไปสู่รูปแบบการก่อสร้างคอนกรีตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและยังแข็งแกร่งมากขึ้น แต่ก็คงต้องใช้เวลาหลายต่อหลายปีก่อนที่ส่วนผสมที่ถูกต้องของคอนกรีตโรมันจะถูกค้นพบ

ภาพปก : Shutterstock