Das Pantheon im historischen Zentrum von Rom wurde 114 n. Chr. unter Kaiser Trajan begonnen. Für rund 1.700 Jahre beherbergte es die größte Kuppel der Welt. Noch heutzutage gehört es zu den wichtigsten Touristenattraktionen in der italenieschen Hauptstadt. Bildrechte: IMAGO/Pacific Press Agency

Internationale Studie Darum ist der Beton der alten Römer so lange haltbar

11. Januar 2023, 09:08 Uhr

Es war ein großes Rätsel der Bauwissenschaft: Auch nach 2.000 Jahren stehen viele Gebäude der Römer noch gut da. Ein internationales Team hat es nun gelöst. Der Schlüssel liegt in der besonderen Herstellung des Betons.

Heutzutage hat Beton einen eher schlechten Ruf. Viele – in den Augen der meisten Betrachter – unästhetische Bauwerke wurden mit seiner Hilfe erstellt, einige halten dazu noch nicht mal wirklich lang - wie etwa die Autobahnen 9 und 14, die wegen "Betonkrebs" schon nach rund 20 Jahren wieder erneuert werden mussten.

Bei den alten Römern war das noch anders. Nicht nur entstanden in ihrer Herrschaftszeit formschöne Gebäude aus Beton wie das Pantheon, das auch nach fast 2.000 Jahren immer noch die Touristen fasziniert. Auch funktionelle Konstruktionen wie Aquädukte wurden mit Beton gebaut und sind zum Teil immer noch in Betrieb – trotz Wind, Wetter und Erdbeben.

Die Mischung macht die Langlebigkeit

Lange haben Forschende gerätselt, was der Grund für die Langlebigkeit des römischen Betons ist. Ein Team unter anderem vom Massachussetts Institute of Technology (MIT) und der Harvard Uni in den USA sowie von italienischen und schweizerischen Experten hat nun eine Erklärung gefunden: es ist ein Mischung aus Material und Herstellung.

Beim Material geht es um die positiven Eigenschaften der Puzzolanerde, die die alten Römer in ihrem gesamten Imperium zum Bauen nutzten. Dabei handelt es sich Gesteine vulkanischen Ursprungs aus der Umgebung der heutigen Stadt Pozzuoli in der Nähe des Vesuvs. Neben der Vulkanasche verwendeten die antiken Baumeister sogenannte Kalkklasten, also kleine Bruchstücke, die für eine Selbstheilungsfahigkeit des Materials sorgten, wie die Forschenden herausfanden.

Der zweite Schlüssel zur Langlebigkeit des römischen Betons ist die Herstellung bei extrem hohen Temperaturen, was auch durch eine chemische Reaktion bei der Verwendung von Brannt- oder Löschkalk – zwei Calciumverbindungen mit ätzenden Eigenschaften – erreicht werden konnte. Die Betonproduktion bei großer Hitze habe zwei Vorteile, erläutert der Studienautor Admir Masic: zum eine würde sich dadurch ein Gemisch mit völlig neuen Eigenschaften ergeben und zum anderen beschleunigen die hohen Temperaturen die Reaktionszeit bei der Betonproduktion und damit letztlich auch die Bauzeit.

Treibhausgas-Emissionen könnten künftig reduziert werden

Die bemerkenswerten Eigenschaften des römischen Betons konnten in Experimenten durch das Forscherteam bestätigt werden. Dazu bildeten sie den antiken Baustoff nach und verglichen ihn mit modernem Beton, indem in beiden Materialien Risse erzeugt und sie unter Wassereinfluss gesetzt wurden. Bei der Substanz, wie sie die Römer verwendeten, hatten sich die Risse nach zwei Wochen wieder geschlossen und das Wasser konnte nicht weiter eindringen - im Gegensatz zum modernen Beton. Aus den Erkenntnissen heraus könnte nun eine neue Art von Baustoff entstehen, so die Forschenden.

Und noch aus einem weiteren Grund sind die Ergebnisse der Studie relevant: Bisher ist die globale Zementproduktion für rund acht Prozent der Treibhausgas-Emissionen verantwortlich. Dies könnte deutlich reduziert werden durch langlebigere Betonsorten. Admir Masic forscht sogar derzeit an einer neuen Art Beton, die künftig CO2 aus der Luft absorbieren soll - dies ginge dann aber über die Erkenntnisse der Römer hinaus.

Links/Studien

Die Studie "Hot Mixing: Mechanistic Insights into the Durability of Ancient Roman Concrete" ist am 06.01.2022 im Fachjournal "Science Advances" erschienen.

cdi