Beton ist seit Jahrhunderten das Rückgrat der Bauindustrie. Aber wussten Sie, dass die Wurzeln der Bautechnik, die heute als gebräuchlich gilt, tatsächlich bis in die Antike zurückreichen? RENODRY® und seine Kooperationspartner haben sich der Anwendung einer alten Technik verschrieben, die auf dem legendären römischen Beton basiert. In diesem Blog gehen wir den Besonderheiten dieser uralten Technologie nach und warum sie in der modernen Bauwelt wieder an Bedeutung gewinnt.
Was ist das Besondere an antikem römischem Beton und Putz?
Römischer Beton, auch bekannt als „Opus Caementicium“, zeichnet sich durch seine außergewöhnliche Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit aus. Ein bemerkenswertes Beispiel ist das Pantheon in Rom – seine Kuppel aus römischem Beton ist nach fast 2000 Jahren noch intakt. Der Schlüssel zur Langlebigkeit dieses Betons und Putz liegt in seiner besonderen Zusammensetzung, die Vulkanasche, Kalkstein und Meerwasser kombiniert. Diese Mischung verursachte eine chemische Reaktion, die einen besonders dichten und widerstandsfähigen Beton und Putz erzeugte, der mit der Zeit fester wurde und außergewöhnliche sogenannte „Selbstheilungsfähigkeiten“ besitzt.
Einer der faszinierendsten Aspekte des römischen Betons ist genau diese Fähigkeit sich selbst zu heilen. Dieses Phänomen lässt sich durch spezielle Verfahren erklären bei denen Kalkklumpen im Inneren des Betons zum Einsatz kommen. Wenn sich in einer Betonstruktur ein Riss bildet, dringt Wasser in den Riss ein und kommt mit den Kalkklumpen in Kontakt. Diese Klumpen enthalten hochreaktiven Kalk, der bei Kontakt mit Wasser Kalziumkarbonat (Calcit, Kalkspat) produziert. Calcit füllt den Riss, schließt ihn effektiv und verhindert weitere Schäden. Dieser Prozess erklärt auch, warum der römische Beton, der für die vor mehr als 2.000 Jahren erbauten Dämme verwendet wurde, trotz der ständigen Meeresbrandung intakt blieb.
Eine Darstellung des Selbstheilungsmechanismus im römischen Beton. Quelle: „Science Advances“: Während des Heißmischprozesses werden kalziumreiche Kalkklumpen von einer Zementmatrix umhüllt, die nach der Bildung eines Hydratationsrings (Anlagerung von Wassermolekülen) schließlich einer Karbonisierung (Bildung von Kalkstein) unterzogen wird (obere Reihe, rechtes Bild). Bei der Rissbildung (untere Reihe) kann Wasser eindringen und eine mit Kalzium angereicherte Lösung in das Porennetz transportieren, um Schäden zu reparieren (Prozess 1) oder als reaktives Kalzium für Postpuzzolanreaktionen zu dienen – wie z.B. die Bildung eines amorphen (keine geordnete Struktur der Atome, sondern Bildung von unregelmäßigen Mustern) Gelmaterials C-A-S-H (Calcium-Aluminium-Silikathydrat) am Kontakt zwischen dem vulkanischen Material und der umgebenden Matrix (Prozess 2).
Da es in der Antike keine Mauertrockenlegungsmethoden wie Verpressen, Abdichtungsverfahren durch Anbringen von horizontalen oder vertikalen Barrieren, Durchschneiden oder andere Verfahren zum Trocknen der Wände gab, war es wichtig, Gebäude oder Bauwerke so zu errichten, dass diese so lange wie möglich erhalten blieben. Wie die Geschichte zeigt, war das den Römern mehr als gelungen.
Was ist der Unterschied zum heutigen Beton oder Putz?
Im Vergleich zu römischem Beton besteht moderner Beton typischerweise aus einer Mischung aus Zement, Wasser, Sand, Füllstoffen wie Kies und chemischen Zusätzen. Der heute vor allem verwendete Portlandzement wurde im 19. Jahrhundert von dem Engländer Joseph Aspdin erfunden und basiert auf dem Brennen von Kalkstein und Ton. Obwohl moderner Beton eine hohe Anfangsfestigkeit aufweist, erodiert er mit der Zeit, insbesondere unter widrigen Bedingungen wie Feuchtigkeit und Salzeinwirkung.
Der Hauptunterschied zwischen römischem und modernem Beton liegt in seiner Langlebigkeit und Beständigkeit gegen aggressive Umwelteinflüsse. Während moderner Beton oft nach einigen Jahrzehnten Anzeichen des Verfalls zeigt, behält römischer Beton seine Festigkeit über Jahrtausende hinweg.
Das römische Rezept für Beton wurde auch bei der Herstellung von Putzen verwendet. So entstand reiner Kalkputz, der extrem widerstandsfähig und in der Lage war, große Mengen an Feuchtigkeit den Wänden zu entziehen. Daher waren feuchte Keller und nasse Wände kein Problem in römischen Bauwerken. Ein sehr gutes Beispiel hierfür ist das Colosseum in Rom. Der Keller wurde unter Titus sogar für nachgestellte Seeschlachten geflutet.
Quelle: GEO
Warum geriet die römische Technik in Vergessenheit?
Mit dem Untergang des Römischen Reiches ging auch viel von dem technischen Wissen, das sich die Römer angeeignet hatten, verloren. Die genaue Rezeptur und die Techniken für die Herstellung ihres Betons und Putz sind über Generationen hinweg in Vergessenheit geraten. In der turbulenten Zeit des Mittelalters, als viele technische und naturwissenschaftliche Errungenschaften der Antike in Vergessenheit gerieten, ging auch das verbliebene Wissen um den römischen Beton und Putz verloren.
Wie wurde die römische Technik wiederentdeckt? Wer hat es wiederentdeckt?
Die Wiederentdeckung der römischen Betontechnologie ist das Ergebnis langjähriger Forschungen und archäologischer Studien. In den letzten Jahrzehnten haben Wissenschaftler, Archäologen und Bauingenieure begonnen, antike Strukturen genauer zu erforschen, um die Geheimnisse ihrer Langlebigkeit zu lüften.
Vor rund 73 Jahren gelang es einem Deutschen Wissenschaftler, das Geheimnis des römischen Betons und Putzes zu lüften. Durch zahlreiche Untersuchungen und Versuche fand er schließlich die richtige Rezeptur für die Herstellung von „römischem“ Beton und Putz. Diese Rezeptur basiert ausschließlich auf anorganischen (unbelebter Teil der Natur), natürlichen Materialien. So wie die Römer ihren Beton oder Putz herstellten, gelang es ihm, ein rein natürliches, mineralisches Additiv (Zusatzstoff) zu entwickeln, das in der Beton- und Putztechnik eingesetzt werden konnte. Durch diese Ergänzung ist es nun möglich, modernen Beton und Putz, basierend auf römischem Beton, überall auf der Welt herzustellen. Dieser natürliche mineralische Zusatzstoff ermöglicht zudem eine schnelle Aushärtung des Betons, so wie es in der heutigen Industrie benötigt wird.
Natürlich werden heute moderne Technologien eingesetzt, um die Herstellung dieses besonderen, uralten Rezepts zu erleichtern. Hier werden Antike und Moderne perfekt miteinander kombiniert.
Der Direktor der Weltbank Robert McNamara war von diesem römischen Beton und Putz so begeistert, dass er bis 1981 Hunderte von Projekten finanzierte, vor allem in der damaligen Dritten Welt. Auch in Europa wurden Projekte umgesetzt, wie etwa die „Silberkugel“ in der Schweiz, die sogar als Kulturdenkmal geschützt ist. All diese Projekte sind auch heute noch in einem Top-Zustand, als wären sie erst gestern gebaut worden.
Details über den naturbelassenen römischen Betonzusatz und was ihn besonders macht
Ein wesentlicher Bestandteil des römischen Betons und Putzes ist ein spezieller, natürlicher Zusatzstoff, der in der Antike aus Vulkanasche gewonnen wurde. Diese Asche, auch als „Puzzolan“ bekannt, reagiert mit Kalk zu extrem haltbarem und wasserdichtem Beton oder Putz. Das Besondere an diesem Additiv ist, dass es eine Art Selbstheilungsmechanismus in Beton oder Putz ermöglicht, der Risse füllt und die Struktur mit der Zeit festigt.
Obwohl viele andere versucht haben, diese antike Mischung zu replizieren, mögen einige moderne Versuche nahe dran gewesen sein, aber niemand sonst war in der Lage, die Wirksamkeit des ursprünglichen römischen Betons oder Putzes vollständig zu erreichen. Die exakte Reproduktion des römischen Rezepts blieb für viele eine undurchführbare Herausforderung, da die exakten chemischen Prozesse und spezifischen Zusammensetzungen der Materialien durch Reverse Engineering nicht reproduziert werden können.
Jedoch gelang es dem Deutschen Pionier durch die Erforschung antiker Techniken, eine immer funktionierende Rezeptur auf Basis des römischen Betons und Putzes zu entwickeln. Dadurch ist es möglich, diese antike Technologie mit modernen Techniken zu kombinieren und die erstaunliche Langlebigkeit von Gebäuden aus der antiken römischen Welt in unsere Zeit zu übertragen.
Alle Beton und Entfeuchtungsputz Produkte von RENODRY®, Partner der IBT Deutschland GmbH in Österreich und Südost Europa, basieren auf dieser römischen Bautechnik.
Dies haben auch die Denkmalschutzbehörden in Österreich, Deutschland, Schweiz und Italien erkannt, und empfehlen diese Produkte bzw. setzen diese bei denkmalgeschützten Gebäuden ein.
RENODRY® ist stolz darauf, Produkte anzubieten, die nicht nur historische Technologie respektieren, sondern auch Langlebigkeit und Nachhaltigkeit bieten und damit neue Maßstäbe in der Baubranche setzen.
In unserem nächsten Blog erörtern wir, wie sich dieser römische Beton und Putz positiv auf unsere Umwelt auswirkt.