Antike römische Bauwerke sind ein Wunder der Ingenieurkunst. Dabei ist die Zusammensetzung des für den Bau verwendeten Betons bis heute einzigartig. Obwohl das Material vor Tausenden Jahren hergestellt wurde, ist es noch heute in vielen Gebäuden und Strukturen zu finden. Eine Forschergruppe des Massachusetts Institute of Technology (MIT) fand nun über die Mischtechnik des antiken Betons Möglichkeiten, den heutigen CO₂-Ausstoß zu reduzieren.
Die Römer und ihr langlebiger Beton
„Antike römische Betone haben Jahrtausende überdauert, aber mechanistische Erkenntnisse über ihre Haltbarkeit bleiben ein Rätsel“, kommentiert MIT-Forscherin Linda Seymour die neuesten Erkenntnisse zu den erstaunlichen Eigenschaften der speziellen Betonmischung des antiken Roms. Wie die MIT-Forscherin in einer neuen Studie, die im Science Advances Fachjournal veröffentlicht wurde, argumentiert, gibt es neue Einblicke über die möglichen Gründe der Langlebigkeit des antiken Baumaterials.
Für die Analyse wurde der Beton und die einzelnen Bestandteile des Gemischs genau untersucht. Hierfür wurden Proben von einer 2000 Jahre alten Stadtmauer genommen. Die Forschenden entdeckten dabei Kalkrückstände, die womöglich beim Anmischen des Materials entstanden.
Diese Analyse könne neue Einblicke in die Methoden der Mörtelzubereitung gewähren und belegen, dass die Römer „das Heißmischen unter Verwendung von Branntkalk einsetzten, um eine Umgebung zu schaffen, in der Kalkklasten mit großer Oberfläche in der Mörtelmatrix zurückgehalten werden“, so die Autoren der Studie. Dieses Heißmischen-Verfahren könnte einer der Gründe für die Haltbarkeit des römischen Betons sein.
Römischer Beton heilt sich selbst
Das heiße Mischen beinhaltet die Verwendung von hitzebehandeltem Kalkstein, der zusammen mit Wasser und vulkanischer Asche vermengt wird, um den Beton herzustellen. So ermöglichen die Bestandteile des römischen Betons chemische Prozesse zur Selbstheilung von Rissen im Material, indem Wasser, das durch die Risse in das Material gelangt, Kalzium ablöst. Daraus entsteht ein Kalziumkarbonat, welches in einer Reaktion mit der Vulkanasche die Lücken im Beton wieder auffüllt.
Das Forscherteam argumentiert in ihrem Fachartikel, dass sich die globalen Kohlenstoffdioxidemissionen durch die römische Beton-Technik reduzieren könnten, sollte diese Mischtechnik auf moderne Produktionsformen angewendet werden: „Die daraus resultierende verlängerte Nutzungsdauer in Verbindung mit einem geringeren Bedarf an umfangreichen Reparaturen könnte somit die Umweltauswirkungen verringern und den wirtschaftlichen Lebenszyklus moderner zementgebundener Konstruktionen verbessern“.
Die „Heißmischen“-Technik der Antike könnte damit als Vorbild für moderne Betonherstellung betrachtet werden und einen Anstoß für die Entwicklung dauerhafterer, belastbarerer und nachhaltigerer Betonrezepturen geben.