„Selbstheilende Fähigkeiten“: Geheimnis um römischen Beton gelüftet
Warum trotzen vor 2000 Jahren errichtete römische Bauten so lange dem Verfall? ForscherInnen gingen dieser Frage auf die Spur – und fanden des Rätsels Lösung.
Bern – Vor 2000 Jahren im antiken Rom errichtete Bauten trotzen teilweise bis heute dem Zerfall. Eine neue Studie hat nun das Geheimnis hinter der Langlebigkeit des Betons der antiken Römer gelüftet: Entgegen bisherigen Annahmen haben sie ihren Beton beim Mischen erhitzt. Die dadurch entstandene chemische Zusammensetzung des römischen Betons verlieh ihm selbstheilende Fähigkeiten, so die Materialwissenschafterinnen und -wissenschafter am Freitag im Fachblatt Material Science.
Untersuchungen mit speziellen Röntgengeräten
Wenn durch einen Riss Wasser in den Beton eindringt, laufen chemische Prozesse ab, die das Material stärken und entstandene Risse wieder füllen. Die Forscherinnen und Forscher haben für die Studie Proben einer 2000 Jahre alten römischen Betonmauer in Priverno genommen und mit speziellen Röntgengeräten untersucht. Die Analysen belegten, dass die Römer Beton heiß angemischt hatten und sogenannten Branntkalk einsetzten. Dadurch entstanden im Beton Kalkklumpen mit grosser Oberfläche.
Laut den Forscherinnen und Forschern dienen diese Kalkklumpen als Quelle für Kalzium, das bei Berührung mit Wasser entstandene Hohlräume füllt. Zudem lässt eindringendes Wasser das Kalzium mit einem weiteren speziellen Bestandteil von römischem Beton reagieren: dem Puzzolan. In früheren Studien hatten die Wissenschafterinnen und Wissenschafter herausgefunden, dass dieses vulkanische Gestein im antiken Rom Beton beigemischt wurde.
Reagiert nun der Kalkstein mit dem Puzzolan, entstehen kristalline Strukturen, die mit der Zeit immer mehr aushärten. Der Beton wird dadurch verstärkt. Da das Kalzium in den Kalkklumpen gespeichert wird, bis es wegen Rissen mit Wasser in Berührung kommt, bleiben die selbstheilenden Fähigkeiten von römischem Beton über Jahrtausende hinweg erhalten.
Inspiration für neue Zementmischung
Inspiriert vom Beton aus dem antiken Rom entwickelten die Forscherinnen und Forscher eine neue Zementmischung. "Deren Selbstheilungspotenzial ebnet den Weg für langlebigere, belastbarere und nachhaltigere Betonrezepturen", schrieben die Autoren in der Studie. (APA/sda)