Eine Baustelle in der antiken Stadt Pompeji verrät, wie die Römer eine Art Beton hergestellt haben, die als besonders widerstandsfähig gilt. Demnach mischten sie ungelöschten Kalk mit gemahlenem Gestein aus Vulkanasche, bevor sie Wasser hinzufügten und eine chemische Reaktion verursachten, die an einigen Stellen zu Temperaturen bis 200 Grad Celsius führte. Dieses "Hot Mixing" habe für ein schnelles Abbinden des Gemischs gesorgt, schreibt eine Forschungsgruppe um Admir Masic vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge im Fachjournal "Nature Communications".
Vor einigen Jahren hatte Masic mit Kollegen bereits experimentell gezeigt, dass Beton nach dem römischen Rezept schon winzige Risse mit einer Breite eines halben Millimeters auffüllen kann. Denn wenn Wasser durch den Riss läuft, wird ungelöschter Kalk (Kalziumoxid) durch Mineralisierung zu gelöschtem Kalk (Kalziumhydroxid). Allerdings hatte der römische Architekt Vitruv im 1. Jahrhundert vor Christus die Herstellung von "opus caementitium" so beschrieben, dass zuerst Wasser mit Kalk vermischt und daraus eine Paste hergestellt wurde, bevor andere Bestandteile darunter gemischt wurden.
Bereits gemischte Baustoffe lagen vor einem Haus in Pompeji
"Die Schriften von Vitruv spielten eine entscheidende Rolle bei der Anregung meines Interesses an der antiken römischen Architektur", wird Masic in einer MIT-Mitteilung zitiert. "Die Ergebnisse meiner Forschung widersprachen diesen wichtigen historischen Texten." Deshalb untersuchte Masic nun Proben von einer Baustelle, die kürzlich in Pompeji gefunden worden war. Pompeji wurde im Jahr 79 nach einem Ausbruch des Vesuv unter einer heißen Ascheschicht begraben, die die altrömische Stadt in ihrem damaligen Zustand konservierte.
Die Baustelle lag in einem Haus, das vermutlich repariert oder saniert wurde. Archäologen fanden dort sowohl Stapel mit Ziegeln als auch Haufen mit bereits gemischten Baustoffen sowie Bauabfälle. Das Team um Masic nahm seine Proben aus den gemischten Baustoffen, aus mehreren unvollendeten Wänden und aus Mörtel für Wandausbesserungen.
Rekonstruktion der Beton-Herstellung
Die Analyse der Zusammensetzung ergab, dass der Beton aus den halbfertigen Wänden besonders viel Kalzium enthielt. Die Forscher schließen daraus, dass die ursprüngliche Baustoffmischung bereits gelöschten Kalk enthielt. Die Wissenschaftler nutzten zudem eine Spektroskopiemethode, um die Verhältnisse der seltenen, schwereren Isotope zu den häufigeren, leichteren Isotopen von Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) zu messen (C-13 zu C-12 und O-18 zu O-16). Zusammen mit der Untersuchung der Baustelle ermöglichte dies, die Herstellung des Betons zu rekonstruieren.
Demnach wurden zuerst ungelöschter Kalk mit Puzzolan - gemahlenem Gestein aus Vulkanasche - trocken gemischt. Oft fügten die Römer noch ein Gemisch hinzu, das gemahlenen Terrakotta oder Keramikbruchstücke enthielt. Dann gaben Arbeiter vorsichtig Wasser hinzu, um den Mörtel zu verarbeiten. Schließlich brachten sie das fertige Gemisch vermutlich mit einer Art Kelle auf.
