Die geheime Zutat in römischem Beton, die dafür sorgt, dass Gebäude Jahrtausende überdauern können

Doch Wissenschaftler glauben nun, eine geheime Zutat in der alten Rezeptur wiederentdeckt zu haben, die den Baustoff selbstheilend macht – Branntkalk.

Experten des MIT und Harvard haben herausgefunden, dass das Hinzufügen von Branntkalk zu der Mischung eine superheiße chemische Reaktion auslöst, die Kalkablagerungen im gesamten Beton hinterlässt.

Wenn zu einem späteren Zeitpunkt Risse auftreten und Wasser durchsickert, führt dies entscheidend dazu, dass diese Kalziumablagerungen zu Kalziumkarbonat umkristallisieren und die Lücken füllen. Die Reaktionen finden spontan statt und heilen die Risse, bevor sie sich weiter ausbreiten und die Integrität einer Struktur beeinträchtigen.

Es erklärt, wie die größte unverstärkte Betonkuppel der Welt im Pantheon, die 128 n. Chr. Eingeweiht wurde, immer noch intakt ist, während viele moderne Betonbauten nach einigen Jahrzehnten zerfallen.

Einige alte Aquädukte aus Beton versorgen Rom immer noch mit Wasser, während große Teile des Hadrianswalls, dessen Kern von altem Beton gestützt wird, erhalten sind.

Plinius der Ältere schrieb 79 n. Chr. in Naturalis Historia, dass Betonstrukturen in Häfen „zu einer einzigen Steinmasse werden, uneinnehmbar für die Wellen und jeden Tag stärker“, obwohl sie vom Meerwasser getroffen werden.

„Die Idee, dass das Vorhandensein dieser Kalkklasten einfach auf eine schlechte Qualitätskontrolle zurückzuführen ist, hat mich immer gestört“, sagte Admir Masic, Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen.

„Wenn die Römer sich so viel Mühe gegeben haben, ein hervorragendes Baumaterial herzustellen, nach all den detaillierten Rezepturen, die im Laufe vieler Jahrhunderte optimiert wurden, warum sollten sie sich dann so wenig Mühe geben, um die Herstellung eines gut gemischten Endprodukts sicherzustellen ? In dieser Geschichte muss mehr stecken.“

Um zu beweisen, dass die Kalkschichten für die Haltbarkeit verantwortlich waren, stellte das Team Proben von Heißbeton her, die sowohl alte als auch moderne Formulierungen enthielten, sie absichtlich rissen und dann Wasser durch die Risse laufen ließen.

Innerhalb von zwei Wochen waren die Risse vollständig verheilt und das Wasser konnte nicht mehr fließen. Ein identischer Betonklotz, der ohne Branntkalk hergestellt wurde, heilte nie, und das Wasser floss weiter durch die Probe.

Das Team arbeitet daran, römischen Beton als kommerzielles Produkt zurückzubringen.

„Es ist spannend, darüber nachzudenken, wie diese haltbareren Betonformulierungen nicht nur die Lebensdauer dieser Materialien verlängern, sondern auch die Haltbarkeit von 3D-gedruckten Betonformulierungen verbessern könnten“, sagte Prof. Masic.

Die Forschung wurde in Science Advances veröffentlicht.