Römischer Beton (Opus Caementicium) mischen – Vulkanaschen-Hydraulikzement

Ungebrannten Branntkalk (Calciumoxid) in einen Trog aus Stein oder Holz geben und unter Rühren mit einer langstieligen eisernen Hacke nach und nach Wasser hinzufügen. Die exotherme Reaktion erzeugt Temperaturen von über 150 °C, daher das Wasser langsam zugeben und vom Dampf zurücktreten. Weiter Wasser zugeben und rühren, bis der Branntkalk vollständig zu einem glatten, dicken Brei aus Calciumhydroxid (Löschkalk) hydratisiert ist. Vitruv empfahl, diesen Kalkbrei vor dem Gebrauch mindestens drei Monate reifen zu lassen, da längere Reifung feinere Partikel und einen besser verarbeitbaren Mörtel ergibt. Den Löschkalk unter einer dünnen Wasserschicht lagern, um eine Carbonatisierung an der Luft zu verhindern.

Messen Sie drei Volumenteile vulkanische Asche (Pozzolana) zu einem Volumenteil gelöschten Kalkteig ab und folgen Sie dabei dem von Vitruv vorgeschriebenen Verhältnis. Die Pozzolana aus der Gegend um Puteoli (das heutige Pozzuoli bei Neapel) galt als feinste Qualität, doch eignet sich jede vulkanische Asche, die reich an reaktivem Siliziumdioxid und Aluminiumoxid ist. Geben Sie Pozzolana und Kalk in den Mischtrog und arbeiten Sie beides mit der Hacke gründlich durch, bis die Farbe gleichmäßig ist – eine graubraune Paste ohne weiße Schlieren von unvermischtem Kalk. Geben Sie Wasser sparsam hinzu, bis ein steifer, aber verarbeitbarer Mörtel entsteht, ähnlich wie bei modernem Beton, der beim Schöpfen seine Form behält.

Füge etwa drei Volumenteile gebrochenen Steinaggregats (Caementa) zur Mörtelmischung hinzu. Römische Bauherren verwendeten, was an lokalem Stein verfügbar war – Tuff, Travertin, zerbrochene Ziegel oder für leichtere Gewölbe Bimsstein. Die Aggregatstücke sollten einen Durchmesser von 2 bis 8 cm haben. Arbeite das Aggregat mit der Hacke in den Mörtel ein, und achte darauf, dass jeder Stein vollständig benetzt ist. Nicht übermischen; das Ziel ist eine gründliche Umhüllung, kein Schlamm. Die entstehende Masse sollte so steif sein, dass die Aggregatsteine nicht auf den Boden sinken, wenn sie in die Schalung gegeben werden.

Errichten Sie die Holzschalung an der gewünschten Stelle und ölen Sie die Innenflächen mit Olivenöl oder tierischem Fett ein, um Anhaften zu verhindern. Schaufeln Sie die Betonmischung in Lagen von etwa 15 cm Tiefe in die Schalung. Stampfen Sie nach jeder Lage kräftig mit einem hölzernen Stampfstab, um Lufteinschlüsse zu beseitigen und sicherzustellen, dass der Mörtel jeden Zuschlagstein umschließt. Römische Baumeister wechselten bei dicken Mauern häufig zwischen Mörtelschichten und von Hand gesetzten größeren Steinen. Fahren Sie mit dem Schichten und Stampfen fort, bis die Schalung auf die gewünschte Höhe gefüllt ist. Die Oberfläche kann mit einem geraden Brett (regula), das quer über die Oberkante der Schalung gezogen wird, abgezogen werden.

Bedecken Sie die freiliegende Oberfläche mit einem feuchten Tuch oder Stroh und halten Sie sie mindestens sieben Tage lang feucht, damit die puzzolanische Reaktion ablaufen kann. Anders als Portlandzement, der den größten Teil seiner Festigkeit innerhalb von 28 Tagen erreicht, gewinnt römischer Beton über Jahre hinweg weiter an Festigkeit, während im Gefüge Aluminium-Tobermorit- und Phillipsit-Kristalle wachsen. Das anfängliche Abbinden erfolgt innerhalb von 24 bis 48 Stunden, doch der Beton bleibt in der ersten Woche relativ weich. Die Schalung für Wände nach mindestens sieben Tagen entfernen, bei statischen Bögen entsprechend länger. Im Meerwasser fördert das Salzwasser aktiv das Wachstum ineinandergreifender Mineralkristalle, die den Beton zunehmend fester und rissbeständiger machen.