Een betonnen muur bouwen die nu en dan door zeewater wordt overstroomd? Geen goed idee – de muur zou niet lang intact blijven. Des te opmerkelijker dus dat de Romeinen 2.000 jaar geleden al ‘betonnen’ muren bouwden, die nu nog altijd bestaan.
Hoe dat kan, beschreef de Amerikaanse geologe Marie Jackson van de universiteit in Utah afgelopen week in vaktijdschrift American Mineralogist.
In 2013 al ontdekten Amerikaanse onderzoekers dat Romeins beton een sterk bindmiddel bevat (calcium-aluminium-silicaat-hydraat), evenals het zeldzame mineraal aluinium-tobermoriet. Het oerbeton bestond uit een mengsel van vulkanisch as, zeewater en kalk. De siliciumdioxide- en aluminiumoxiderijke mineralen in de vulkanische as (zogeheten pollozona) reageren met het zeewater tot de stevige matrix die het cement bijeen houdt. Hierdoor wordt scheurvorming beperkt.
Aluminium-tobermoriet ontstaat in laboratoria alleen bij heel hoge temperaturen, in kleine hoeveelheden. De vraag bleef daarom hoe dit mineraal veelvuldig aanwezig was in de Romeinse muren. Dat heeft Jackson nu ontrafeld: het zeewater lost een deel van de vulkanische as op. Het water in de achtergebleven holtes is zeer basisch, en in deze ruimtes groeien nieuwe kristallen: zo ontstaat aluminium-tobermoriet.
De ontdekking is niet alleen interessant vanwege de erosiebestendigheid van het materiaal. Het Romeinse productieproces was ook in klimaatopzicht veel duurzamer dan de huidige manier waarop beton vervaardigd wordt. Klei en kalksteen worden verhit tot een temperatuur van 1450 graden Celsius; voor Romeins beton is een temperatuur van slechts 900 graden Celsius nodig.
Vermoedelijk werd het Romeins beton al vanaf 300 voor Christus gebruikt. Het was de Romeinse architect Marcus Vitruvius Pollio die het recept rond 30 voor Christus noteerde in zijn boek ‘Over Architectuur’. De Romeinen gebruikten hun beton niet alleen voor kades, maar ook voor tempels, zoals het Pantheon in Rome.Helaas schreef Vitruvius Pollio wel de bestanddelen op, maar niet de precieze verhoudingen, waardoor het zo makkelijk nog niet is om het na te maken.
Een nadeel van het oerbeton: er zouden geen staaldraden in verwerkt kunnen worden, zoals nu gebeurt bij gewapend beton. Het hoge chloridegehalte in zeewater zou ervoor zorgen dat het staal wordt aangetast.