Wissenschaftler haben das Geheimnis des römischen Betons gelüftet, der seit 2000 Jahren unverändert besteht

Wissenschaftler aus den USA und Europa haben einen weiteren Teil der Antwort gefunden. Sie fanden heraus, dass römischer Beton nicht nur von Anfang an sehr fest war – er wurde im Laufe der Jahrhunderte durch einen langsamen chemischen Prozess immer fester, der ihm gleichzeitig half, kleinere Schäden zu „reparieren“.

Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift „Science Advances“ veröffentlicht.

Nicht nur Vulkanasche

Lange Zeit ging man davon aus, dass das Hauptgeheimnis des römischen Betons in einer Mischung aus Kalk und Vulkanasche liege. Eine solche Kombination ergibt tatsächlich ein besonders widerstandsfähiges Material.

Eine neue Studie hat jedoch gezeigt, dass diese Erklärung nicht ausreicht.

Es stellte sich heraus, dass sich der Beton nach dem Bau noch über Hunderte von Jahren hinweg weiter veränderte. Der Kalk ging nach und nach eine Reaktion mit Feuchtigkeit und Kohlendioxid aus der Luft ein. Infolgedessen bildete sich im Inneren des Materials das Mineral Calcit, das Mikrorisse und Hohlräume ausfüllte.

Ein ungewöhnliches Exemplar

Für die Untersuchung verwendeten die Wissenschaftler ein etwa 1900 Jahre altes Betonstück, das unter einer öffentlichen Toilette in der Villa des römischen Kaisers Hadrian unweit von Rom gefunden wurde.

Auf den ersten Blick mag diese Wahl seltsam erscheinen, doch gerade dieser Beton war jahrhundertelang ständiger Feuchtigkeit ausgesetzt, was ihn für die Untersuchung der Langlebigkeit des Materials besonders wertvoll machte.

Die Forscher untersuchten die Probe mithilfe von dreidimensionaler Röntgentomographie, Elektronenmikroskopen und chemischer Analyse.

Wie sich Beton selbst „heilt“

Die Untersuchung ergab, dass sich im Inneren des Betons nach und nach ein dichtes Mineralnetz aus Kalzit gebildet hatte.

Dieses Netzwerk erfüllte gleich mehrere wichtige Funktionen:

• Es füllte mikroskopisch kleine Risse aus;
• es machte den Beton dichter;
• verhinderte das Eindringen von Wasser;
• es schützte das Material vor weiterem Zerfall.

Darüber hinaus reagierten die vulkanischen Partikel weiterhin langsam mit dem Kalk und bildeten zusätzliche zementierende Verbindungen.

Gerade das Zusammenspiel dieser Prozesse trug dazu bei, dass der römische Beton seine Festigkeit über fast zwei Jahrtausende hinweg bewahrte.

Dies wird dem modernen Bauwesen zugutekommen

Die Autoren sind der Ansicht, dass das Verständnis der Wirkungsweise des antiken römischen Betons zur Entwicklung neuer Baustoffe beitragen kann.

Moderner Beton ist eine der größten Quellen für Kohlendioxidemissionen weltweit. Gelingt es, langlebigere Mischungen zu entwickeln, die kleine Risse selbstständig schließen können, würde dies dazu führen, dass Bauwerke seltener repariert werden müssen und der Verbrauch an Baumaterialien sinkt.

Warum dies wichtig ist

Die Studie zeigt, dass die Langlebigkeit des römischen Betons nicht auf eine einzige „Geheimzutat“ zurückzuführen ist, sondern auf mehrere langsam ablaufende Prozesse, die noch Jahrzehnte und sogar Jahrhunderte nach der Errichtung andauern.

Das Verständnis dieser Mechanismen kann Ingenieuren dabei helfen, widerstandsfähigere und umweltfreundlichere Baumaterialien der Zukunft zu entwickeln.

Hintergrund

Römischer Beton (opus caementicium) wurde in großem Umfang beim Bau von Aquädukten, Häfen, Thermen, Tempeln und anderen Bauwerken des Römischen Reiches verwendet. Viele davon sind bis heute erhalten geblieben.

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler herausgefunden, dass das Material dank Kalk-Einschlüssen in der Lage ist, Risse teilweise „selbst zu heilen“. Die neue Studie ergänzt dieses Bild und zeigt, dass auch die jahrhundertelange Bildung von Kalzit im Inneren des Betons eine entscheidende Rolle spielt.

Quelle

Xiaohong Zhu et al. Mineralized carbonates contribute to the millennial durability of Roman concrete. Science Advances (2026).