Es soll herausgefunden werden, ob die Haltbarkeit von Beton durch Zusatz von organischen Polymeren verbessert werden kann. Lässt sich von den Tricks der alten Römer etwas lernen?
Hintergrund
Vielen modernen Bauwerken ist nur eine kurze Lebendauer beschieden. Ob Brücken, Autobahnen, Eisenbahnschwellen oder Gehwegplatten - oft sind sie schon nach wenigen Jahrzehnten hinüber. Dafür werden eine Vielzahl von Gründen angeführt: Falsche Beimischungen führten zum sogenannten Betonkrebs, der Fahrbahnen und Schwellen aus armiertem Beton aufplatzen lässt; Brücken seien nicht auf den heutigen Verkehr mit schweren Lastkraftwagen ausgelegt, dessen Erschütterungen zu Rissen führen; eindringendes Wasser und Salzlauge führen zu Korrosionsschäden an der Armierung, worunter die Festigkeit von Bauwerken aus Beton leidet. Doch auch die Rasenkantensteine in meinem Garten sind nach vierzig Jahren bröselig geworden, obwohl sie weder einer dynamischen Wechsellast durch darüber fahrende LKW noch sonst irgendeiner nenneswerten Belastung ausgesetzt waren, sondern einfach nur Wind und Wetter aushalten mussten.
Schon die alten Römer nutzten den wichtigsten Bestandteil von Beton als Baustoff: gebrannten Kalk. Bemerkenswert ist jedoch, dass die Mauern der Porta Nigra in Trier ebenso wie manche Brücke aus der Römerzeit auch nach zweitausend Jahren noch stehen. Warum gelang den antiken Baumeistern, was heutigen Bauingenieuren nicht gelingen will? Man mag vorbringen, dass man Bauwerke früher oft viel stabiler gebaut hat als unbedingt nötig, weil statische Berechungen noch unbekannt waren. Auch waren die römischen Brücken keinem LKW-Verkehr ausgesetzt, der als ein wesentlicher Grund für die kurze Haltbarkeitsdauer moderner Brücken gilt.
Vielleicht gibt es aber noch einen anderen Grund für die lange Lebensdauer alter Bauwerke: Die Römer mischten ihren Mörtel nicht nur aus Branntkalk, Sand und Wasser an, sondern fügten auch noch Eier, Quark oder Rinderblut dazu. Diese Praxis hielt sich bis ins Mittelalter beim Bau von Kirchen. Die Verwendung von Lebensmitteln als Baumaterial verwundert auf den ersten Blick - war doch damals Hunger weit verbreitet und insbesondere tierische Produkte wie Eier und Milch keineswegs im Überfluss vorhanden. Ohne guten Grund wird man kostbare Lebensmitteln nicht in großen Mengen als Baustoff verwendet haben. Sicher, die Herstellung von Branntkalk war damals wie heute energieaufwändig und auch nicht gerade billig, aber eine Versorgung mit ausreichend Lebensmitteln ist allemal essentieller. Ich kann mir daher nur einen sinnvollen Grund denken, weshalb man Lebensmittel in den Mörtel gemischt hat: Deren Zugabe verbessert die Eigenschaften von Mörtel. Wir kennen den Effekt vom Backen: Eier, Milch und Quark eignen sich hervorragend als Bindemittel. Daneben vermute ich, dass zugesetzte organische Polymere auftretende Spannungen abfedern können, die sonst zu mikroskopisch feinen Rissen in Baumaterialien führen würden.
Realisierbarkeit
Es sollte getestet werden, ob der Zusatz von Eiern, Quark oder organischen Abfällen aus der Lebensmittelverarbeitung die Haltbarkeit von zementhaltigen Baustoffen verbessert. Die dafür nötigen Teststände, mit denen die Belastbarkeit und Haltbarkeit verschiedener Baumaterialien getestet werden kann, gibt es in jeder gut ausgestatteten Technischen Hochschule.
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