Het Romeins beton gaat al duizenden jaren mee. Het geheim? Een tot nu toe onbekende productiemethode.
Het Romeinse Rijk was in zijn gloriedagen zijn tijd al ver vooruit. Ze legden indrukwekkende infrastructuur aan, bouwden aquaducten en tempels. De overblijfselen hiervan zijn tweeduizend jaar later nog overal terug te vinden. Veel van deze constructies zijn gemaakt van beton. Denk hierbij aan het wereldberoemde Pantheon, die de grootste koepel van ongewapend beton ter wereld heeft. De koepel is nog steeds intact. Dit werkt veel bewondering bij ingenieurs en wetenschappers over de hele wereld, omdat het niet zelden voorkomt dat moderne betonnen gebouwen het al na een paar decennia begeven.
Vulkanisch as
Al jarenlang breken bouwkundigen en wetenschappers zich het hoofd over hoe de Romeinen hun bouwwerken zo sterk konden maken. Vooral bij bijvoorbeeld riolen, dokken of zeeweringen, die bestand moesten zijn tegen zware omstandigheden. Onderzoekster Marie Jackson van de Universiteit van Utah heeft nu ontdekt dat de Romeinen een speciale productiemethode gebruikten waardoor een zelfhelend materiaal ontstond.
Tot nu toe dachten onderzoekers dat de verklaring lag in puzzolaan, een bindmiddel dat reageert met water en gebluste kalk. De Romeinen hadden er een specifieke vorm van, namelijk vulkanisch as uit het gebied van Pozzuoli in de baai van Napels. Dit materiaal werd beschouwd als een van de belangrijkste ingrediënten van het beton. De stevigheid van het Romeinse beton leek dus al verklaard.
Zeldzaam mineraal
Maar nadere bestudering van oude monsters maakt duidelijk dat het materiaal nog meer geheimen bevat. Tijdens de analyse van een stuk beton uit de haven vond onderzoekster Marie Jackson een zeldzame vorm van het mineraal Al-tobermoriet, een materiaal opgebouwd uit calcium, silica, zuurstof, waterstof en aluminium. In het laboratorium kun je dit materiaal alleen in kleine hoeveelheden verkrijgen, als je heel hoge temperaturen gebruikt. Hoe kan dit materiaal dan zomaar zijn ontstaan in de Romeinse muren?
Het blijkt dat het zeewater een deel van het achtergebleven vulkanische as in het beton oplost. Marie Jackson vertelt dat er hierdoor ruimte ontstaat waar kristallen kunnen groeien. En doordat het water in die holtes erg basisch is geworden helpt dit met de groei van Al-tobermoriet. Het beton krijgt dus rotsachtige eigenschappen en wordt dus sterker.
Onbekend recept
Helaas is het precieze recept van dit sterke beton verloren gegaan. Maar zelfs als het recept bekend was, dan was het nog niet verstandig om onze eigen bouwwerken zomaar met zeewater te bewerken. De bouwwerken van de Romeinen waren waarschijnlijk namelijk niet gemaakt met gewapend beton en stalen staven erin. Want de chloride in het zeewater zou anders al snel het staal hebben aangetast. Gelukkig vervangen de stalen draden de kristalstructuren in het Romeins beton, dus we kunnen met een gerust hart blijven bouwen.