Die Römer verwendeten Beton bereits vor 2.000 Jahren und schufen imposante Bauten, die bis heute stehen und genutzt werden.
Dank einer in Pompeji verschütteten Baustelle konnten Forscher den römischen Zement auf seine Langlebigkeit untersuchen.
Chemische Analysen ergaben, dass Brandkalk verwendet wurde, der sich im Fall von Rissbildung durch Wasser selbst heilt.
Beton war eines der Fundamente des antiken Römischen Reiches und ermöglichte den Bau großer Tempel, Brücken, Aquädukte und des berühmten Kolosseums. Sie alle stehen nach 2.000 Jahren noch und prägen das Stadtbild Roms, das auch als Ewige Stadt bekannt ist.
Doch was machte die Bauten so beständig? Ist es lediglich auf die ausgeklügelte Bauweise oder den geeigneten Standort zurückzuführen, oder spielte auch das verwendete Material und dessen Qualität eine entscheidende Rolle?
Um diese und andere offene Fragen zur römischen Bauweise zu klären, suchen Archäologen an den Gebäuden und auf antiken Baustellen nach Antworten. Letztere sind jedoch selten zu finden, da nach getaner Arbeit alle Spuren für gewöhnlich verwischt werden. Es gibt jedoch einen Ort im antiken Römischen Reich, wo dies aufgrund eines überraschenden Ereignisses nicht möglich war.
Einblick in eine römische Villa in Pompeji.
Foto: photooiasson/iStock
Eine schicksalhafte Baustelle
79 n. Chr. waren römische Bauarbeiter gerade dabei, ein Haus zu reparieren oder renovieren. Alte Fliesen wurden zum Recyceln sortiert und in Amphoren, die eigentlich Wein oder andere flüssige Lebensmittel enthielten, standen weitere Baumaterialien bereit.
Im März 2024 gruben Archäologen diese verlassene Baustelle wieder aus. Neben Steinplatten und Dachziegeln stießen sie dabei auf einen Tonkrug mit getrocknetem Baumaterial, das zur Herstellung von Beton vorbereitet worden war. Dies bot die einmalige Chance, die römische Erfolgsmischung genauer zu untersuchen.
Bis dato war Beton als fertig vermischtes Material an Gebäuden oder aus Erwähnungen in antiken Schriftquellen bekannt. So empfahl der römische Schriftsteller und Architekt Vitruv (um 80/70–15 v. Chr.) in seinem Werk „De architectura“ beispielsweise, Löschkalk (Calciumhydroxid) mit Vulkanasche und Wasser zu vermischen.
Im Rahmen ihrer Studie experimentierten Admir Masic, Professor am Massachusetts-Institut für Technologie, USA, und seine Kollegen mit dem getrockneten Baumaterial aus Pompeji und entdeckten dabei kleine Unstimmigkeiten.
Ewigkeitsrezept aus Wasser, Kalk und Asche
Eine chemische Untersuchung des Materials offenbarte schließlich, um welche Art von Kalk und Vulkanasche es sich bei der Mischung handelte. Statt des ursprünglich von Vitruv beschriebenen Löschkalks handelte es sich um Branntkalk (Calciumoxid).
Wird dem Brandkalk dann Wasser hinzugefügt, entsteht durch die chemische Reaktion Wärme, was auch als „Heißmischen“ bezeichnet wird. Dieser heißgemischte Beton unterscheidet sich nicht nur chemisch vom klassischen Beton aus Calciumhydroxid, den es heute im Baumarkt zu kaufen gibt, sondern auch im Hinblick auf seine Eigenschaften.
Die für den Bau notwendigen Materialien wurden teilweise in Amphoren gelagert.
Durch die Zugabe von Wasser zu Branntkalk entsteht dann Löschkalk, der jedoch immer noch winzige ungelöste Bruchstücke von Brandkalk enthält. Sollten sich später Risse im heißgemischten Beton bilden, dort anschließend Wasser eintreten und mit den darin befindlichen winzigen Brandkalkstücken reagieren, lösen sie sich auf und füllen so die Risse. Dies macht das Baumaterial „lebendig“, da es sich „selbst heilen“ kann.
Verstärkt wird der selbstheilende Effekt des Betons laut Erkenntnissen der Forscher durch die zusätzlich beigemischte Vulkanasche. So reagiert beispielsweise Bimsstein im Laufe der Zeit chemisch mit dem umgebenden Material und bildet neue Mineralablagerungen, die den Beton weiter verstärkten.
„Dieses Material kann sich über Jahrtausende hinweg selbst heilen, es ist reaktiv und hochdynamisch. Es hat Erdbeben und Vulkanausbrüche überstanden. Es hat unter dem Meeresspiegel Bestand gehabt und die Zersetzung durch die Elemente überlebt“, äußert sich Masic fasziniert.
Die Geschichte neu schreiben
Wie oft letztlich dieser besondere Baustoff zum Einsatz kam, ist schwer zu sagen. Sicher ist derzeit nur, dass die Römer bereits den Prozess des Heißmischens kannten. Allerdings belegen auch Aussagen von Plinius dem Älteren (23–79 n. Chr.), dass weiterhin im Römischen Reich Gebäude einstürzten, weil schlechter Beton zum Einsatz kam.
Was können wir in der heutigen Zeit mit einstürzenden Brücken und maroden Stahlbetonbauwerken lernen? Da Calcium nach wie vor ein wichtiger Bestandteil von Beton ist, kann das Verständnis seiner Reaktion im Laufe der Zeit auch unserem modernen Bauwesen zunutze kommen. Zu diesem Zweck hat Masic ein Unternehmen gegründet, das die Erkenntnisse aus dem römischen Beton nutzt, um langlebigen modernen Beton herzustellen.
„Die Art und Weise, wie Poren und Risse durch Neubildung gefüllt werden können, ist ein Traumprozess, den wir auf unsere modernen Materialien übertragen möchten. Wir wollen Materialien, die sich selbst regenerieren.“
Die Studie erschien am 9. Dezember 2025 im Fachmagazin „Nature Communications“.
