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Das Geheimnis des Römer-Betons

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Probenahme am antiken Portus Cosanus in Orbetello, Italien.

Foto: © Foto: J.P. Oleson


Dem Beton-Geheimnis auf der Spur

Erstaunliche Materialeigenschaften: Während Meerwasser moderne Betonkonstruktionen mit der Zeit zermürbt, stärkte es den geheimnisvollen Baustoff der antiken Hafenanlagen: den römischen Beton. Forscher haben nun Einblicke gewonnen, was hinter dieser begehrenswerten Eigenschaft des antiken Materials steckt: Die mysteriöse Rezeptur führt zu einem Material, das in Kontakt mit Salzwasser kristalline Substanzen ausbildet, welche die marinen Strukturen zunehmend widerstandsfähig machten. Dieser Effekt könnte helfen, auch heutige Zement- und Betonsorten haltbarer zu machen, sagen die Forscher.

In der Antike war man sich über die besonderen Eigenschaften des Gussmauerwerks offenbar durchaus bewusst. Um 79 n. Chr. schrieb der römische Gelehrte Plinius der Ältere: „Es entsteht eine einzige Steinmasse, die für die Wellen undurchdringlich ist und jeden Tag stärker wird“. Er hat nicht übertrieben: Einige römische Hafenkonstruktionen haben 2000 Jahren Brandung standgehalten und sind noch heute zu bewundern. Sie stehen nun im Zentrum der Aufmerksamkeit eines Forscherteams um Marie Jackson von der University of Utah in Salt Lake City.

Das Fundament der Architektur – seit der Antike

Grundsätzlich ist bekannt, dass die alten Römer für ihren Baustoff zunächst einen Zement aus vulkanischer Asche, Kalk und Meerwasser herstellten. Diese Kombination führte zur sogenannten pozzolanischen Reaktion, benannt nach der Stadt Pozzuoli in der Bucht von Neapel. Anschließend gaben die Römer Vulkangestein hinzu, um Beton zu erzeugen.
Dieses Gießmauerwerk setzten sie beim Bau vieler Konstruktionen ein, etwa beim Pantheon und den Trajans-Märkten in Rom, aber eben auch bei massiven marinen Strukturen.

Bis heute bildet Beton buchstäblich das Fundament der Architektur. Der moderne Portland-Zementbeton hat zwar hervorragende Eigenschaften, doch besonders resistent gegenüber Meerwasser ist er nicht: Moderne Betonbauten werden im Meer mit der Zeit mürbe und zerfallen. „Die Alkali-Kieselsäure-Reaktion ist eine der Hauptursachen für die Zerstörung von Portlandzementbeton-Strukturen“, sagt Jackson. Bereits seit Jahren untersucht die Wissenschaftlerin deshalb die bemerkenswerte Haltbarkeit des römischen Betons. Sie und ihre Kollegen konnten bereits zeigen, dass in dem marinen Beton eine außergewöhnlich seltene kristalline Aluminiumverbindung steckt, die für die Strukturstärke verantwortlich zu sein scheint. Für die aktuelle Studie haben die Forscher nun erneut Bohrkerne aus antiken Hafenstrukturen mit modernen Analysemethoden untersucht.

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© wissenschaft.de – Martin Vieweg


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