Panteon: Hâlâ Dünyanın En Büyük Donatısız Beton Kubbesi
Roma’da kilise olarak kullanılan Panteon, tüm tanrılar için bir tapınak olarak inşa edildi. Rönesans’tan bu yana mimarlar için de neredeyse bir tapınak olmuştur. Aynı zamanda, onu inşa eden antik Roma duvar ustalarının ve mühendislerinin becerilerine ve beton karışımlarının inanılmaz simyasına layık bir övgü niteliğindedir.
Şimdiye kadar yapılmış en dayanıklı ve güzel beton yapıyı bulmak için bir yarışma olsaydı, ödülü kesinlikle Roma’daki Panteon kazanırdı. Aynı zamanda Roma betonunun dehasının bir anıtı olarak duruyor.
Hadrian (MS 117-138 imparatoru) tarafından tüm tanrılara bir tapınak olarak yaptırılan Panteon, bir yangının ardından Agrippa’nın eski tapınağının yerini aldı. Yüzyıllardır turistleri, sel baskınlarını, savaşları ve depremleri atlatmış olan Panteon, hâlâ İtalya’nın en çok ziyaret edilen yerlerinden biridir.
43,4 m çapında ve 21,75 m yüksekliğindeki devasa beton kubbesi, 1.400’lerde Floransa Katedrali’nin inşasına kadar rakipsizdi ve hâlâ desteksiz betonla yapılmış en büyük kubbe özelliğini taşımaktadır.
ABD’deki Rochester Üniversitesi Arkeoloji, Teknoloji ve Tarihi Yapılar Programı Direktörü ve Makine Mühendisliği Profesörü Renato Perucchio, “Bu kadar ustalıkla bir yapı inşa etme ve 19. yüzyıldan fazla bir süredir herhangi bir yapısal destek olmaksızın yapı direncine sahip olması, tek kelimeyle olağanüstü.” diyor.
Peki, Romalılar bunu nasıl yaptı, beton reçetelerinin sırları nelerdi ve bugün mimarlar ve inşaat mühendisleri bu yapıdan ne gibi dersler çıkarabilirler?
Her inşaatçının bildiği gibi, temel her şeydir. Panteon’un dikkat çekici yapısının en çok gözden kaçan yönlerinden biri ünlü kubbesinin altında yatıyor. Roma, İtalya’nın başlıca sismik bölgelerinden birinde olmamasına rağmen yaşanan depremler var. Birçok tarihçi, sismik aktivitenin Kolezyum’a zarar verdiğine inanıyor. Dahası, 19. yüzyılın sonlarında Tiber Nehri’nin taşmasıyla büyük sellere de maruz kaldı.
Panteon’un temelleri, başlangıçta 4,7 m derinliğinde ve 7,3 m kalınlığında betondan yapılmıştı, ancak zeminin bataklık ve killi olması nedeniyle inşaat sırasında çatladı. Archeoroma web sitesine göre, oluşan durumdan dolayı orijinal çevrenin üç metre ötesine uzanan ikinci bir takviye halkası inşa edildi. Bitişikteki Neptün Bazilikası’na bağlanan binanın güneyinde de kalın payanda duvarları inşa edilerek, her iki ucundaki kuvvetler ve ağırlıklar dengelenip yapının stabilize olduğu yazıyor.
Betonu Romalılar icat etmedi. Panteon inşa edilmeden önce yüzlerce yıldır biliniyordu.
İlginç bir şekilde betonun geçmişi bugün güney Suriye ve kuzey Ürdün olan toprakların Nabatean Bedevi kabilelerine kadar gidiyor ve bu kabileler MÖ 700 civarında gizli yer altı su sarnıçları yapmak için beton kullanıyordu.
Romalıların izlediği temel beton tarifi, Romalı mimar Vitruvius’un Panteon’un inşasından 100 yıl önce yayınlanan “De Architectura” kitabında bulunabilir. Kitabında Napoli yakınlarında bulunan bir tür volkanik kül olan puzolan kumunun kireçle karıştırılmasından nasıl beton yapılacağını anlatmıştır.
Betona farklı yoğunluklar vermek için çeşitli agregalar kullanıldı. Traverten kireç taşı, Panteon’un temellerine metreküp başına 2.200 kg’lık bir yoğunluk verirken, kubbe için daha hafif kaya seçilmiştir.
Silisli ve alüminli malzemelerden yapılan puzolanlar, çok az bağlayıcılık değerine sahip veya hiç yoktur, ancak su ile karıştırıldığında, normal sıcaklıkta kalsiyum hidroksit ile kimyasal olarak reaksiyona girerek çimentolu bileşikler oluşturur.
Kubbe dayanıklılığının temelini oluşturan ve bugün kullanılan çelik gergi çubukları olmadan iki bin yıl hayatta kalmasını sağlayan, bu malzemenin kimyasıydı.
Gerçekten de Romalılar, yapı ne kadar büyükse o kadar güçlü olduğunu anladılar, çünkü betonu basınç altında tutmanın en basit yolu, üzerine daha fazla beton gibi ağır şeyler koymaktır.
Bu fizik hilesi hâlâ kullanılmaktadır. Birçok beton baraj gövdesi, suya dayanmak için kendi ağırlıklarına ve geometrilerine dayanan yer çekimi veya kemer yapıları kullanırlar.
Bununla birlikte, kubbenin dairesel yapısı, antik mühendislerinin beton tavanını yapmaya başlamadan önce, ağırlığı merkezden uzağa nasıl yönlendireceklerini bulmaları gerektiği anlamına geliyordu. Bunu yapmasalardı ve onu yerinde tutan ahşap yapıyı çıkarsalardı, kubbeyi yapmak için kullanılan 3.000 tonluk beton dışarı doğru yıkılacak ve tüm yapı kendi ağırlığı altında çökecekti.
Böyle bir çerçeveyi desteklemek için kullanılan yapı iskelesi türü bile hâlâ tartışılmaktadır. Perucchio, “Bu ağırlıkta bir yapıyı tutan iskele tasarımını düşünün.” diyor. “Onlar (Eski Romalılar), daha önceki hiçbir kültürün geliştirmediği bir şekilde ahşap çerçeve kullanma konusunda yüksek bir ustalığa sahipti.”
Bugün betondan yapı inşa ettiğimizde, betondaki gerilimlerin yarısını alan bir çelik gergi çubuğunu kullanıyoruz. Romalılar, eski beton tariflerini ve yoğun karışımı bugün yapıldığı gibi dökmek yerine kalıplara ve duvarlara sıkıştıran çok sayıda yetenekli işçiler emeğini kullandılar.
Kubbeyi inşa etmek için Romalı inşaatçılar, tavanın temeli olarak işlev görecek, kubbe şeklinde altı metre kalınlığında bir duvar olan sağlam bir temel inşa ettiler. Daha sonra kubbenin kendisini desteklemek için her iki taraftaki dikey duvarları kullandılar.
Tavan tepe noktasına doğru yükseldikçe, usta işçiler giderek daha hafif olan agrega malzemelerini betona karıştırdılar.
Farklı ağırlıklarda agrega kullanma prensibi, tabanda kullanılan ağır travertenden kubbenin tepesine kadar gitmektedir.
Oklahoma Eyalet Üniversitesi İnşaat ve Çevre Mühendisliği Başkanı Norbert Delatte, “İçeriden öyle görünmüyor ama dışarıdan çok kalın bir kubbe, ancak nispeten hafif” diyor.
Bazı bölgelerde, eski inşaatçılar ağırlığı kontrol etmek için karışımı amphora adı verilen küçük kil vazolarda karıştırdılar.
Üst kubbe bölgesini yapmak için kullanılan beton agregası, Roma’nın kuzeyinde bol miktarda bulunan hafif tüf katmanlarından ve bugün pürüzlü cildi törpülemek için kullandığımız malzeme olan pomza taşından oluşur. Kubbenin tepesindeki betonun yoğunluğu metreküp başına sadece 1.350 kg’dı.
Tavanı daha da hafifletmek için, kasa adı verilen gömme beton gofret benzeri panel tuğlalar kalıplandı ve bu tuğlalardan beş kat iç tavanı oluşturuldu. Büyük olasılıkla ahşap veya demirden yapılmış bir tür tokmak kullanarak beton kalıplara döküldü.
Bu, estetik açıdan, kubbenin kendisi için gereken beton miktarını azaltırken, bir alanının dekore edilmesine izin verdikleri anlamına geliyor.
En tepede, Panteon’u taçlandıran ihtişamı ve ışığın içeri girmesine izin veren 7,8 m çapındaki açık bir göz bulunuyor. Bugün hâlâ merak uyandıran göze bakıldığında kubbenin tepesinin havadan da hafif malzemeden yapıldığı anlamına geliyordu. Dünyanın her yerindeki mühendisler, daha uzun ömürlü binalar yapmak amacıyla bugün yeniden üretilip üretilemeyeceğini görmek için Roma betonunun kimyasal özelliklerine bakıyorlar. Temel bileşenler Vetruvius tarafından belirlenmiş olmasına rağmen, modern ölçüm teknolojileri, sadece küçük malzeme numunelerinden kesin kimyasal özelliklerin tespit edilmesini kolaylaştırıyor.
Yine de mühendisliğin akıllıca kullanımı ve benzersiz Roma beton malzemesi, tüm tanrılara adanmış bu kalıcı tapınağın bugün hâlâ hayranlık uyandırmak için orada olmasının tek nedeni değildir. Dayanma gücünde tarih de rol oynadı. Muhtemelen uzun kaderini en çok sağlayan olay, inşa edildikten yaklaşık 400 yıl sonra, MS 609’da gerçekleşti.
Doğudaki Bizans İmparatoru Phocas, Panteon’u Roma’daki Katolik Kilisesi’ne verdi. Vatikan, o zamandan beri burayı bir ibadet yeri olarak kullanırken, heybetli yapısı aynı zamanda dünyanın her yerindeki mimarlar ve mühendisler için adeta bir tapınak olarak hizmet vermeye devam ediyor.
