Archäologen haben physische Beweise dafür, dass die antike römische Technologie ihrer Zeit weit voraus war

In vielen Teilen der Welt wird der Sommer unweigerlich zur Straßenbauzeit. Sie haben sich wahrscheinlich über die Ironie gewundert, dass antike römische Betonkonstruktionen wie das Pantheon seit Jahrtausenden stehen, moderne Menschen jedoch nicht in der Lage sind, Beton herzustellen, der länger als 30 bis 40 Jahre hält. Es stellt sich heraus, dass die alten Römer etwas über die Herstellung von Beton wussten, wodurch ihre Technologie ihrer Zeit weit voraus war. Archäologen finden jetzt in Pompeji physische Beweise dafür, wie sie es getan haben.

Der Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 n. Chr. begrub die Stadt Pompeji bekanntlich mitten an einem typischen Tag. Die Bürger kochten, kümmerten sich um Pferde, trainierten Sport und renovierten Gebäude mit Beton. Der Prozess des Mischens des Betons wurde zusammen mit den restlichen Aktivitäten des Tages beibehalten.

Die relativ einfachen Bestandteile des modernen Betons werden durch das Mischen mit Wasser zu etwas völlig anderem. Es enthält Sand, einen Zuschlagstoff und Portlandzement (zerkleinerter Kalkstein, gemischt mit Ton, Schiefer oder anderem Material, das reich an Kalzium, Aluminium und Kieselsäure ist). Durch die Zugabe von Wasser wird die Mischung hydratisiert und ihre chemische Zusammensetzung durch eine exotherme (Wärme freisetzende) Reaktion verändert. Während der Beton trocknet und aushärtet, härtet er auch aus. Allerdings wird moderner Beton mit der Zeit durch Niederschläge, Chemikalien oder strukturelle Belastungen zerstört.

Im Jahr 2024 entdeckten in Pompeji arbeitende Archäologen neben einer wiederaufgebauten Mauer eine Baustelle, auf der die Zutaten für römischen Beton zusammengetragen wurden. Obwohl fertiger römischer Beton reichlich vorhanden ist, wurden seine Bestandteile an keiner anderen archäologischen Stätte zusammengebaut und gebrauchsfertig gefunden. Im Gegensatz zu modernem Beton enthielt römischer Beton neben einer Kalziumquelle (Kalk), Zuschlagstoffen und Sand auch Vulkanasche.

Diese erhaltene Baustelle lieferte Zeugnisse für den Betonherstellungsprozess. Vor der Entdeckung der getrennten Betonmaterialien gingen Forscher davon aus, dass römischer Beton aus gelöschtem Kalk (Kalziumhydroxid) hergestellt wurde. Das Trockenmaterial in Pompeji war jedoch Branntkalk (Kalziumoxid).

Forscher am Massachusetts Institute of Technology stellten fest, dass die Römer den Branntkalk und die Vulkanasche vor der Zugabe von Wasser vorgemischt haben mussten, in einem Prozess namens Heißmischen. Die Zugabe von Wasser führte dazu, dass die Mischung Wärme freisetzte, während der Kalk hydratisierte. Die Hitze verwandelt außerdem einen Teil des Kalks in spröde, kalziumreiche Brocken, sogenannte Kalkklasten, die sich im Beton verteilen. Diese Kalkklasten sind der Schlüssel zur Dauerhaftigkeit des römischen Betons, denn sie ermöglichen dessen Selbstheilungsverhalten.

Selbstheilender Beton wird so genannt, weil sich der Beton bei der Bildung von Rissen selbst reparieren kann. Das Kalzium im römischen Beton löst sich auf, wenn es Wasser ausgesetzt wird. Das gelöste Kalzium kristallisiert dann als Kalziumkarbonat im Riss und verhindert so weitere Schäden. Moderne Versionen von selbstheilendem Beton enthalten Polymere, Bakterien oder Fasern, die zur Aktivierung nicht Wasser ausgesetzt werden müssen. Doch erst Ende der 2010er Jahre wurde moderner selbstheilender Beton kommerziell erhältlich.

Vor mehr als 2.000 Jahren stellten die Römer aus reichlich vorhandenen lokalen Materialien haltbaren, selbstheilenden Beton her. Sie machten sich die puzzolanische Reaktion zwischen dem Branntkalk und der reaktiven Kieselsäure und Tonerde in der Vulkanasche zunutze. Bei dieser Reaktion entsteht Kalziumsilikathydrat, das Bindemittel, das den Beton buchstäblich zusammenzementiert. Die Kalkklumpen im römischen Beton fungierten als Kalziumreservoir, um entstandene Risse schnell zu füllen.

Die laufenden archäologischen Ausgrabungen in Pompeji werden weiterhin Einblicke in die antike römische Kultur und Technologie liefern. In diesem Fall halfen sie, das Rätsel zu lösen, warum römischer Beton Tausende von Jahren hält. Die an einer erhaltenen Baustelle gefundenen physischen Beweise beweisen, dass römischer Beton eine Technologie war, die ihrer Zeit weit voraus war.