Kristalline Strukturen

Geheimnis um langlebigen Beton der Römer gelüftet

Symbolbild

(Bild: bannafarsai - stock.adobe.com)

Vor 2000 Jahren im antiken Rom errichtete Bauten trotzen teilweise bis heute dem Zerfall. Eine aktuelle Studie hat jetzt das Geheimnis hinter der Langlebigkeit des antiken römischen Betons gelüftet: Entgegen bisherigen Annahmen haben die Römer ihren Beton beim Mischen erhitzt. Die dadurch entstandene chemische Zusammensetzung des römischen Betons verlieh ihm selbstheilende Fähigkeiten.

Wenn durch einen Riss Wasser in den Beton eindringt, laufen chemische Prozesse ab, die das Material stärken und entstandene Risse wieder füllen, berichteten Materialwissenschaftler am Freitag im Fachblatt „Material Science“. Die 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.

Vulkanisches Gestein beigemischt
Laut den 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 Wissenschaftler herausgefunden, dass dieses vulkanische Gestein im antiken Rom Beton beigemischt wurde.

Selbstheilung über Jahrtausende hinweg
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.

Forscher entwickeln 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.