Dennis L.
Die Bauwerke des alten Roms sind für ihre beeindruckende Langlebigkeit bekannt. Ein Schlüsselelement dieser Beständigkeit ist der römische Beton, dessen Zusammensetzung lange Zeit ein Rätsel war. Forscher haben nun neue Erkenntnisse gewonnen, die das Geheimnis dieses antiken Baumaterials lüften könnten.
Cambridge (U.S.A.). Die alten Römer waren Meister der Baukunst. Ihre Bauwerke und Straßen haben die Jahrtausende überstanden und werden wahrscheinlich noch viele weitere Jahrhunderte überdauern. Im Vergleich dazu werden viele moderne Gebäude bereits nach wenigen Jahrzehnten brüchig. Ein Schlüsselelement der römischen Baukunst ist der Beton, dessen Zusammensetzung und Herstellungsprozess lange Zeit ein Mysterium waren. Der römische Beton, auch bekannt als Opus Caementicium, war ein Material, das die Römer in einer Vielzahl von Bauwerken und Infrastrukturen verwendeten, von Aquädukten und Straßen bis hin zu Tempeln und Bädern.
Die römischen Bauwerke, wie das Pantheon in Rom mit seiner weltweit größten freitragenden Kuppel, zeugen von der außergewöhnlichen Qualität des römischen Betons. Dieses Material wurde oft als fast mystisch beschrieben, da es Eigenschaften aufweist, die modernem Beton überlegen sind. Im Gegensatz zu modernem Beton, der oft nach wenigen Jahrzehnten zu bröckeln beginnt, hat römischer Beton die Fähigkeit, über Jahrtausende hinweg zu bestehen.
Forscher um Prof. Admir Masic und sein Team vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben nun neue Erkenntnisse über die Zusammensetzung des römischen Betons gewonnen. Lange Zeit galt vulkanische Asche aus der Region Pozzuoli in der Bucht von Neapel als Schlüsselzutat für die Beständigkeit des römischen Betons. Eine neue Analyse antiker Proben hat jedoch gezeigt, dass auch millimeterkleine Strukturen eines weißen Materials, sogenannte Kalkklasten, in der Betonmischung enthalten sind.
Diese Kalkklasten, die aus Kalk bestehen, wurden bisher kaum beachtet und oft als Hinweis auf nachlässige Mischverfahren oder niedrige Materialqualität angesehen. Die Forscher haben jedoch herausgefunden, dass diese Kalkklasten eine wichtige Rolle bei der Beständigkeit des römischen Betons spielen. Sie sind nicht Bestandteil von modernen Betonmischungen, was die Einzigartigkeit des römischen Betons unterstreicht.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass das "heiße Mischverfahren", bei dem Kalk unter extremen Temperaturen verarbeitet wird, ein entscheidender Faktor für die Langlebigkeit des römischen Betons ist. Dieses Verfahren ermöglicht chemische Prozesse, die bei niedrigeren Temperaturen nicht möglich sind, und beschleunigt die Setzungs- und Trockenzeiten des Materials, was schnellere Konstruktionsprozesse ermöglicht.
Die Kalkklasten im römischen Beton entwickeln eine charakteristische spröde Nanopartikelarchitektur, die eine leicht gebrochene und reaktive Kalziumquelle erzeugt. Diese Kalziumquelle kann mit Wasser reagieren und eine mit Kalzium gesättigte Lösung erzeugen, die zu Kalziumkarbonat kristallisiert und so Risse im Beton schnell füllt. Dieser Selbstheilungsprozess ist ein weiterer Faktor, der zur überlegenen Beständigkeit des römischen Betons beiträgt.
Die Forscher konnten diese Erkenntnisse bestätigen, indem sie den Effekt reproduzierten und das Material auf gezielt herbeigeführte Risse und Schäden anwendeten. Die Schäden reparierten sich sozusagen von selbst und Wasser konnte nicht weiter eindringen und fließen.
Die gewonnenen Erkenntnisse könnten genutzt werden, um ein kommerzielles Zementprodukt zu entwickeln, das besonders für den 3D-Druck von Bauwerken interessant sein könnte. Darüber hinaus könnte das Produkt dazu beitragen, die Umweltbelastung durch die Zementproduktion zu reduzieren, die derzeit rund 8 Prozent der weltweiten Klimaemissionen ausmacht.
Darüber hinaus könnten die Erkenntnisse über den römischen Beton dazu beitragen, die Bauindustrie zu revolutionieren. Durch die Anwendung der Techniken und Materialien, die die Römer verwendet haben, könnten wir in der Lage sein, Gebäude zu schaffen, die nicht nur langlebiger, sondern auch umweltfreundlicher sind. Es ist faszinierend zu bedenken, dass eine Technologie, die vor über 2000 Jahren entwickelt wurde, immer noch relevant und sogar überlegen sein könnte.
