DAMALS: Der Beton der Römer

In der römischen Kaiserzeit ist ein regelrechter Bauboom zu verzeichnen. Es entstanden Ingenieurbauten für die Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung, Straßen, Brücken und Häfen für einen geregelten Warenverkehr, palastartige Bauten für das hochentwickelte Badewesen, Theater und Stadien zur Austragung von Spielen und Wettbewerben wie für öffentliche Versammlungen, zum Teil mehrgeschossige Wohnhäuser für die Bürger, Werkstätten und Märkte für Handwerker und Händler, Tempel und Kultbauten für die Götter sowie turmbewehrte Mauern zum Schutz der Städte. Bei vielen dieser Bauaufgaben waren nicht nur große Bauvolumina zu bewältigen, sondern auch beachtliche Spannweiten zu überbrücken. Man griff auf längst bekannte Bauformen wie Bogen, Gewölbe und Kuppel zurück und schuf bis dahin kaum vorstellbare Räume. Wie konnten diese kühnen Bauten gelingen?

Die Antwort: Man führte diese in der Bautechnik des „opus caementicium”, einer Mischung aus Kalkmörtel und Bruchsteinen, aus.

Nicht erst die Römer verfügten über dieses technische Wissen. Bereits vor rund 9 000 Jahren beherrschten Menschen die Technik, Kalk zu brennen, ihn zu löschen und daraus, mit Steinzuschlägen vermengt, einen terrazzoähnlichen Fußbodenbelag herzustellen. In Çayönü, an einem Nebenfluß des oberen Tigris nahe der Stadt Ergani in der türkischen Provinz Diyarbakır, fanden türkische, amerikanische und deutsche Wissenschaftler in den 1970er Jahren in einem circa 7,5 mal 9,8 Meter großen Raum einen rotbraunen kalkgebundenen Estrich mit zwei eingelegten weißen Doppellinien, die sich auf Pfeilervorlagen an den Wänden bezogen. Die Oberfläche des Estrichs war nachträglich sorgfältig überschliffen worden, wohl um die Farbunterschiede deutlicher hervortreten zu lassen. Aus vorgeschichtlicher Zeit sind Kalk oder Gips als Bindemittel in Mörteln von mehreren archäologischen Plätzen rund um das Mittelmeer sowie aus China bekannt.

Im 1. Jahrtausend v. Chr. taucht im griechischen Raum Kalkmörtel, besonders mit Ziegelzuschlag, als Auskleidung und Abdichtung von Zisternen auf, später dann als Stuck in Gebäuden. Im Mauerwerk spielte das Bindemittel Kalk zunächst nur eine untergeordnete Rolle. Für höchste Ansprüche versetzten Steinmetzen sehr genau bearbeitete Steinquader ohne Mörtel und verbanden diese häufig mit in Blei vergossenen Dübeln und Klammern. Beim privaten Hausbau verwendete man überwiegend Bruchstein, der, nur partiell bearbeitet, entweder trocken aufgesetzt oder in Erdmörtel verlegt, zur Herstellung zweischaliger Mauern diente.

Der massenhafte Einsatz von opus caementicium aber ist erst in der römischen Kaiserzeit zu verzeichnen. Es entwickelte sich ein enormer Aufschwung der Bautätigkeit und damit auch eine florierende Kalkindustrie, die in einer Kalkbrennerei wie in Iversheim/Eifel in sechs nebeneinander angeordneten Brennöfen monatlich bis zu 200 Tonnen Kalk brennen konnte. Nach dem Löschen des Kalks an der Baustelle diente dieser zum großen Teil als Bindemittel für opus caementicium (in der Moderne gelegentlich auch caementitium geschrieben).

Vitruv, römischer Architekturschriftsteller des ausgehenden 1. Jahrhunderts v. Chr., gibt in seinem Werk „Zehn Bücher über Architektur” keine Definition zu diesem Begriff, sondern benutzt in seinen Beschreibungen das Substantiv caementum (Bruchstein) sowie das Adjektiv caementicius, -a, -um (aus caedere = brechen entstanden), letzteres meist in Verbindung mit saxum (Stein).

Wir verstehen heute unter opus caementicium ein Gemisch aus gelöschtem Kalk, Sand, Bruchsteinen und möglichen weiteren Zuschlägen, das zum Hinterfüllen von Mauerschalen diente und nach dem Erhärten des Kalks Mauerschalen und Füllwerk zu einem druckfesten Körper verband. Häufig wird auch das fertige Werk, der erhärtete Baustoff samt eingebundener Mauerschale, als opus caementicium bezeichnet. Das Gemisch aus Kalkmörtel und Bruchsteinen ließ sich auch in Holzschalungen einbringen und eignete sich besonders zur Herstellung von Substruktionen, Mauerkernen und Gewölben, deren Oberflächen nach Bedarf verputzt oder mit Marmor verkleidet werden konnten, wie dies beispielsweise beim Bau des römischen Theaters in Saragossa/Spanien geschah. Dort fehlen zwar heute die marmornen Sitzstufen, Abdrücke der Holzschalung haben sich jedoch erhalten.

Opus caementicium wird vielfach als Vorstufe unseres heutigen Betons bezeichnet, dabei ist jedoch zu unterscheiden, daß Kalk mit seinen karbonatischen Eigenschaften allgemein nur an der Luft erhärtet, während Beton mit seinen silikatischen Eigenschaften auch unter Wasser abbindet. Doch die Römer verstanden es – wohl durch Brennen von tonigen Kalken – hydraulischen Kalk herzustellen oder entsprechende Zusätze wie Puzzolan, Traß oder Ziegelmehl zu verwenden, um den Mörtel unter Luftabschluß erhärten zu lassen. Zu erwähnen wäre hier noch die in der Natur vorkommende Verfestigung von Sedimenten zu Konglomeratgestein (Nagelfluh), die unter anderem auf Zementationsminerale wie Quarz oder Karbonat zurückzuführen ist. So liegt zwar der Ursprung des heutigen Wortes Zement im lateinischen caementum (Bruchstein), doch hat sich hier ein beachtlicher technisch bedingter Bedeutungswandel vollzogen.

Kalk als Bindemittel im Steinbau zu verwenden, ist eine Innovation der Vorgeschichte mit zunächst nur geringer Verbreitung und Anwendung. In römischer Zeit wurde diese Kenntnis bautechnisch perfektioniert und nach dem Aufbau einer entsprechenden Infrastruktur wirtschaftlich voll genutzt. Ein Höhepunkt dieser Entwicklung ist das zwischen 114 und 125 n. Chr. in Rom errichtete Pantheon, das durch seine Umwandlung in eine Kirche bis auf den heutigen Tag erhalten blieb und mit seiner Kuppel einen Raum von über 43 Metern Durchmesser und gleicher Höhe überspannt – eine Ingenieurleistung, die erst im 20. Jahrhundert durch weitgespannte Stahlbetonkonstruktionen übertroffen wurde.

Mit freundlicher Genehmigung von: Meinrad N. Filgis in: DAMALS, Nr. 4/2000, S. 39f.

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