Eine kleine (Erfolgs-) Geschichte des Betons

Wir gehen auf ihm, wir stehen auf ihm. Wir fahren auf ihm von A nach B, von Land zu Land, von Stadt zu Stadt, zur Arbeit und wieder nach Haus. Unter der Erde transportiert er unser Abwasser in Richtung Kläranlage, oberirdisch wohnen wir ihn ihm. In Kriegszeiten schützt er unser Leben, in friedlichen Zeiten ist er ein Motor für die Bauwirtschaft. Er lässt sich färben, stapeln, vergraben, versenken, man findet ihn in den größten Höhen und tiefsten Tiefen. Und bei all den faszinierenden Eigenschaften, die er aufweist, ist er gleichzeitig doch so bescheiden, dass wir ihn im Alltag kaum wahrnehmen.

Die Rede ist hier natürlich von Beton. Ein Baustoff, der wohl wie kein zweiter Einfluss auf uns und unser Leben hat. Beton begleitet die moderne Menschheit, wo diese auch geht und steht.
Gründe genug, uns den Beton, seine Eigenschaften und seine Geschichte einmal genauer anzusehen.

Die Frühzeit

Als in Europa noch das meiste Leben unter einer dicken Eisschicht verborgen lag, begann im Osten der heutigen Türkei die Erfolgsgeschichte des Betons. Vor rund 14.000 Jahren – mitten in der letzten Eiszeit – fanden findige Handwerker im heutigen Anatolien heraus, dass sich Kalk, Ziegelmehl oder die sogenannte Puzzolanerde wunderbar zu einer Mischung zusammenfügen ließen, die durch starke Bindekräfte auffiel. Mit ein wenig Ausprobieren (die Menschheit war schon immer neugierig), wurde in Laufe weniger Jahrhunderte die Ausgangsmischung immer weiter optimiert und verfeinert, bis man zur Erfindung von Mortarium angelangt war. In diesem lateinischen Wort, welches grob übersetzt „gebrannter Kalk“ bedeutet, steckt bereits die moderne Form des Wortes, das auch wir heute noch kennen und benutzen: Mörtel.

Mörtel diente bereits den Handwerkern der Frühzeit zum Vermauern von Ziegelsteinen. Und wer jemals eine Ausgrabungsstätte besucht hat, der weiß, dass der frühgeschichtliche Mörtel auch heute, viele tausend Jahre später, nichts von seiner Bindekraft verloren hat. Übrigens unterscheidet sich Mörtel nur in einem kleinen Detail von dem Baustoff, den wir heute unter Beton verstehen: Mörtel enthält nur feine Gesteinskörnungen bis maximal 4 mm Korngröße – während in Beton auch grobes Gestein, beispielsweise Kies, verarbeitet sein kann.

Innovation aus der Levante

Einige tausend Jahre später, ungefähr im Jahre 3000 v. Chr., wurde der Mörtel erstmalig verbessert. In Phönizien, im heutigen Libanon, Syrien und Israel gelegen, fand eine Innovation statt, die sich am besten mit der damaligen Kultur erklären lässt. Die Phönizier waren ein Volk, was stark auf den Handel und die Seefahrt spezialisiert war. Die einzelnen Stadtstaaten des phönizischen Reiches waren in den damals stark florierenden Mittelmeerhandel eingebunden, errichteten Niederlassungen rund um das Mittelmeer – und kamen dort zwangsläufig in Kontakt mit aktiven Vulkanen. Was macht ein findiges Seefahrervolk, das auf seinem Siedlungsgebiet vulkanisches Gestein in Hülle und Fülle vorfindet? Klar, die beiden Elemente Feuer und Wasser müssen verbunden werden. So nahmen die Phönizier das reichlich vorhandene vulkanische Gestein, mischten es unter den bekannten Mörtel – und schufen so ganz nebenbei ein Material, was unter Wasser aushärten konnte. Die Grundlage für den modernen Hafenbau war damit geschaffen.

Griechen und Römer

Das antike Griechenland bescherte uns nicht nur die tragischsten Dramen und amüsantesten Komödien, Olympia und den Marathon – sondern auch den modernen Beton. Die alten Griechen pflegten enge Kontakte zu den Phöniziern, und brachten so die Erkenntnisse und Techniken auf das europäische Festland. Etwa im dritten Jahrhundert vor Christus übernahmen die Römer die Techniken rund um den Mörtel. Und entwickelten sie konsequent weiter. Im ersten Jahrhundert nach Christus erlebte die Herstellung von druckfesten Bauteilen aus wasserfestem Mörtel und Gesteinsbrocken seinen Durchbruch. Das „Opus Caementitium“ benannte Gemisch wurde zur Grundlage nahezu der gesamten römischen Architektur. Tempel, Abwasseranlagen, Theater, Straßen, Brücken, Tunnel und natürlich Häuser: Kaum eine architektonische Herausforderung, die die alten Römer nicht mit Beton lösten. Die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit dieser Art Beton lässt sich auch heute, knapp 2000 Jahre, immer noch bewundern. Eine echte Meisterleistung.

Das Mittelalter

Wie viele andere alte Kulturtechniken auch, ging das Wissen über den Beton nach dem Untergang des römischen Reiches verloren. Nicht umsonst spricht man von der Zeit zwischen dem vierten Jahrhundert nach Christus und etwa dem Jahr 1400 vom „dunklen Mittelalter“. Nicht anders erging es in dieser Zeit dem Beton. Der faszinierende Baustoff geriet zu Zeiten der Völkerwanderung, des Aberglaubens und ständiger Kriege schlichtweg in Vergessenheit.

Die Wiederentdeckung

Im Zeitalter der Renaissance – übersetzt „Wiederentdeckung“ – beschäftigten sich die Menschen intensiv mit alten, vergessenen Kulturtechniken. Künstler, Dichter, Denker und Herrscher entdeckten die Vergangenheit neu. Und entwickelten die alten Ideen weiter. So auch im Handwerk. Es ist nicht belegt, wann und an welchem Ort genau der Beton aus der Versenkung geholt wurde. Eines steht aber fest: Die kontinuierlichen Verbesserungen und Optimierungen unserer Vorfahren ermöglichten erst die Welt, wie wir sie heute kennen.

Die Industrialisierung

Mit dem Auftauchen der ersten Maschinen begann im frühen 19. Jahrhundert der endgültige Siegeszug des Betons. Um 1804 wurden in Frankreich die ersten Fertigteile aus Beton hergestellt. Genau 40 Jahre später entwickelte der Brite I.C. Johnson den noch heute eingesetzten Portland-Zement. Dieser Zement entsteht aus einer Vermengung von Ton und Kalk, die anschließend zum Schmelzen und dadurch zum Sintern gebracht wird. Dieser „moderne“ Zement dient auch noch heute als Beimengung und Bindemittel in unserem Beton. Ebenfalls ein heute noch eingesetztes Verfahren wurde einige Jahre später, 1867, in Frankreich entdeckt. Der findige Gärtner Joseph Monier wollte seinen Kunden nicht nur einfach Blumenkübel, sondern wirklich stabile Blumenkübel anbieten. Kurzerhand verband er ein Stahlgeflecht (das „Moniereisen“) mit Beton und erschuf so ganz nebenbei die Grundlage für einen der robustesten, unvergänglichsten Baustoffe unserer Zeit: Den Stahlbeton.

Beton in der Moderne

1902 wird in Cincinnati, Ohio, das erste Hochhaus aus Eisenbeton errichtet. Das 16-stöckige Ingalls Building wurde in gerade einmal acht Monaten errichtet, belegt eine Grundfläche von 15 x 30 Metern und ist ganze 64 Meter hoch. Überflüssig zu erwähnen, dass das Gebäude auch heute noch steht und unbeeindruckt der Zeit trotzt.

Ein Jahr später stellte sich der Bauunternehmer Jürgen Hinrich Magens die Frage, ob und wie sich fertig gemischter Beton über einen längeren Zeitraum aufbewahren lässt. Denn wie praktisch wäre es, Beton in Fabrikhallen vorzubereiten und dann direkt verwendungsfähig zu den Baustellen zu transportieren! Magens entwickelte hierfür ein Verfahren zum schnellen Abkühlen des Betons und ließ das Verfahren noch im gleichen Jahr patentieren – der „Transportbeton“ war geboren. Die Methode war entwickelt, der Transportbeton stand zum Verarbeiten bereit, es fehlte nur noch das passende Werk zur Herstellung. Auch hier trat Magens wieder als Pionier auf den Plan und gründete 1903 in Hamburg das erste Transportbetonwerk weltweit.

Mit fortschreitender Mobilisierung der Massen stieg in den 1920er Jahren der Bedarf an Straßen, die für Automobile ausgelegt waren. Die ersten betonierten Straßen mit damals noch dünner und wenig haltbarer Betondecke entstanden in den USA. Die Probleme der Anfangszeit führten zu einer kontinuierlichen Weiterentwicklung der Betonstraßen. Folgerichtig wurde 1929 in Deutschland die erste Stahlbetonstraße mit Flächenbewehrung errichtet, bei der die neu entwickelten punktgeschweißten Stahldrahtmatten zum Einsatz kamen.

Mit Beginn des zweiten Weltkrieges schrumpfte die Innovationskraft im Bereich Beton. Während der Krieg wütete, wurde Beton hauptsächlich für den Bau von Bunkern und Bunkeranlagen verwendet. Diese Hinterlassenschaften der dunklen Zeit lassen sich auch noch heute als stumme Zeugen entlang der Atlantikküste (der sogenannte Atlantikwall) oder als Hochbunker in unseren Städten besichtigen.

Nach Kriegsende nahm auch die Betonindustrie wieder an Fahrt auf. In Heilbronn wurde 1948 die erste moderne Spannbetonbrücke in Westdeutschland erbaut, in den USA und in der Folge auch in Europa entstanden ab 1954 unzählige Transportbetonwerke, die etwa 50 % der gesamten Zementproduktion übernahmen.

Ab den späten 1970er Jahren erlebte der uralte Baustoff Beton eine weitere Revolution. Der leicht zu verarbeitende, hochfeste Stahlfaserbeton wird 1978 erstmalig in Deutschland eingesetzt. Diese Betonsorte lässt sich nicht nur verschalen, sondern auch pumpen oder spritzen, was die Bauphasen natürlich entsprechend verringerten.

Und heute?

Beton ist zwar immer noch ein Gemisch aus verschiedenen Grundzutaten, aber mehr denn je vom Baustoff unserer Vorfahren entfernt. Entwicklungen wie der selbstverdichtende Beton, der sich eigenständig durch Schwerkraft entlüftet und mit optimalen Fließeigenschaften aufwartet, verkürzen die Bauzeiten stetig und ermöglichen den Einsatz des Baustoffes in so gut wie allen Bereichen. Zu den interessantesten Materialentwicklungen der jüngsten Zeit gehört sicherlich der lichtdurchlässige Beton. Vorbei die Zeiten, wo Beton optisch als schwerer Baustoff galt! Lichtdurchlässiger Beton wird durch das Einflechten von lichtleitenden Fasern hergestellt, die eine hohe Lichtdurchlässigkeit erzielen. Da die optischen Fasern Licht nahezu verlustfrei leiten, lassen sich Schatten und auch Farben durch den Beton erkennen – und das auch bei großen Wanddicken. Der Kreativität von Architekten und Stadtplanern ist mit den modernen Beton-Variationen keinerlei Grenze mehr gesetzt.

Die Zukunft

Müßig zu erwähnen, dass die Fortentwicklung des Baustoffes Beton noch längst nicht vollendet ist. So arbeitet beispielsweise aktuell der Meeresbiologe Hendrik Jonkers daran, Beton und Bionik zu kombinieren. Durch das Einmischen von Bakteriensporen in den Beton soll in naher Zukunft ein selbstheilender Beton entstehen, der Risse und Abplatzungen eigenständig repariert. Eine andere Forschergruppe an der Uni Duisburg-Essen hingegen hat einen Beton erfunden, der gleichzeitig hochgradig wärmedämmend und stabil ist. Der sogenannte Aerogel-Beton soll zukünftig für die Herstellung einschaliger Außenwände ohne zusätzliche Wärmedämmung eingesetzt werden. Auch Versuche mit Carbon oder Kunststoff als Additive zum Beton laufen aktuell sehr vielsprechend, so dass wir zweifelsohne gespannt sein können, was die Zukunft noch alles für den uralten Baustoff Beton bereit hält.

Mehr zum Thema Beton:
Strukturwandel
Was genau ist eigentlich ein Fundament?

Quellen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Ingalls_Building
https://www.beton.org/wissen/beton-bautechnik/geschichte-des-betons/
Die_Entwicklungsgeschichte_des_Betons_PRS.pdf
https://books.google.de/ – Erste Stahlbeton Straße
http://www.luccon.com/
https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/bau/beton-zukunft-repariert-selbst/
https://www.waz.de/region/rhein-und-ruhr/uni-entwickelt-den-beton-der-zukunft.html