Romeins beton 44 ClassIQ ClassIQ Romeins beton Voordat je kalk als bindmiddel kunt gebruiken, moet je het eerst tot een hoge temperatuur verhitten. Hierbij ontstaat een poeder. Als je dit poeder vervolgens met een beetje water vermengt, ontstaat een vloeistof die uit zal harden. In de fase dat het materiaal vloeibaar is, is het eenvoudig te ver- werken. Het verhitten van de kalk, ook wel branden genoemd, vraagt om zeer hoge temperaturen. Daarom maakten de oude Egyptenaren bij de bouw van hun piramides gebruik van mortels op basis van gips. Het principe bij deze mortels is hetzelfde als bij kalkmortels, maar het materiaal kan bij veel la- gere temperaturen gebrand worden. Nadeel van deze mortels is wel dat ze bij een overmaat aan water niet verharden. De eerste toepassing waarbij kalk als bindmiddel is gebruikt, stamt uit circa 7000 jaar voor Christus, dus nog voor de eerste piramides werden ge- bouwd. In Yiftah El in Noord Isra?l nabij de grens met Libanon is een vloer- constructie gevonden met een laagsgewijze opbouw, waarbij een drukvas- te kalkmortel is toegepast. Het gebruik van kalk lijkt in deze tijd echter nog geen gemeengoed, want in andere restanten van bouwwerken uit deze periode en de periode die volgde is geen spoortje kalk teruggevonden. Fenici?rs De techniek van het branden van kalk is vermoedelijk ontdekt door de Fe- nici?rs. Zij staan bekend als metselaars en ambachtslieden en worden in het Oude Testament zelfs genoemd als de ambachtslieden die in opdracht van Koning David, en later koning Salomo, betrokken zijn bij de bouw van Jeruzalem. In Libanon, het woongebied van de Fenici?rs, was kalksteen ruim voorhan- den. Het branden van kalksteen vraagt, zoals gemeld, om hoge tempera- turen en dus was er veel brandstof voor nodig. Ook dit was in ruime mate aanwezig en wel in de vorm van cederhout. Waarschijnlijk zijn het ook de Fenici?rs die hebben ontdekt dat een mengsel van kalk en vulkanische as (puzzolaanaarde) een zeer bruikbare mortel oplevert. Net voor het begin van onze jaartelling nemen de Grieken de techniek van het branden van kalk over van de Fenici?rs. De vloeren en de kolomen van monumentale gebouwen uit die tijd, zoals in Alexandri? en op Rhodos, werden bestreken met een kalkmortel waarin fijne brokjes marmer zijn ver- werkt. Romeinen Ongeveer 200 jaar voor Christus duikt in Zuid Itali? in de buurt van Napels, toen nog een Griekse kolonie, een nieuwe bouwtechniek op. Het is de voorloper van ons huidige beton. Hierbij werden ruwe breukstenen gestort tussen twee wanden, opgebouwd uit gestapelde stenen. De breukstenen werden vervolgens overgoten met een kalkmortel en het geheel werd ver- dicht door er in te porren. Het doel van deze gevulde muren was een dichter en hechter geheel te krijgen. De Grieken noemden deze muren `Emplekton', wat letterlijk `in elkaar gestampt' betekent. Daarna waren het de Romeinen die de kennis van het bouwen overnamen. Zij zijn het ook die de hierboven beschreven techniek verder hebben door- ontwikkeld en op grote schaal hebben toegepast. Bij de vervaardiging van Beton ontstaat door toeslagstoffen, een bindmiddel en water in de juiste verhouding te mengen en vervolgens uit te laten harden. Velen denken dat beton een materiaal van onze tijd is en dat het in de negentiende eeuw is ontdekt. Het is echter veel ouder en werd toen juist h?rontdekt. Het bindmiddel dat we de laatste 150 jaar gebruiken is portlandcement. Kalk, de belangrijkste grondstof voor ons huidige cement, kan als voorloper van cement worden gezien en hier wordt al veel langer mee gewerkt. De eerste sporen van kalk als bindmiddel dateren al uit 7000 jaar voor Christus. Opus Caementicum De betonspecie werd door de Romeinen samengesteld uit steen- stukken (caementa) en een mortel. Voor deze mortel gebruikte men verschillende samenstellingen zoals: 1 deel kalk, 3 delen zand; 1 deel kalk, 1 deel puzzolaanaarde en 3 delen (grof) rivierzand; 1 deel kalk, 3 delen grof rivierzand en 1 deel gezeefd steenmeel (afkomstig van misbaksels uit de pannenbakkerijen). Onderzijde van een muur op de Palatijnse heuvel, nabij het Forum Romanum Romeins beton 45 ClassIQ Dit artikel is een bewerking van Betoniek 11/20: 2000 Jaar Beton ken nog staan wordt gezocht in de eigenschappen van de destijds gebruikte mortel. Zo hebben kalkmortels een relatief hoge elasticiteit en vervormingscapaciteit. Verder wordt het Romeinse beton zelfherstellende eigenschappen toegedicht. Als er scheuren in het bouwwerk ontstaan kan hierin kalk worden afgezet dat nog niet gereageerd heeft. Daar reageert het met CO2 uit de lucht en verhardt het tot kalksteen dat de scheur dicht. Na de instorting van het Romeinse rijk raakt de betontechniek lange tijd in onbruik. Het zal tot in de negentiende eeuw duren voordat het huidige cement, het Portlandcement, wordt toegepast. de muren uit dit `stampbeton' ? door de Romeinen `opus caementicum' genoemd ? werd gebruikgemaakt van een `bekisting' van brokken natuur- steen. Hiertussen werd eerst een laag mortel uitgespreid tot een dikte van tien tot vijftien centimeter, waar vervolgens een even dikke laag steenslag op werd gestort. Deze werd in de mortel gestampt tot er een dicht geheel ontstond en de stukken steen goed met mortel werden omgeven. De vol- gende lagen werden op dezelfde manier gestort en gestampt. Voor de mor- tel gebruikten de Romeinen verschillende samenstellingen (zie kadertekst). Wanden en gewelven werden niet altijd op deze manier gebouwd, maar werden soms ook opgetrokken uit minder zware constructies. In deze ge- vallen bestond de `bekisting' uit 3 tot 5 cm dikke gebakken stenen. De betonspecie werd in deze gevallen niet gestampt, maar gegoten of gestort. Hiermee werden betonkwaliteiten met een druksterkte van 30 ? 40 N/mm2 bereikt. Een sterkte die overigens ook vandaag de dag bepaald niet mis- staat. De Romeinen gebruikten overigens ook houten bekistingen, waar- mee het mogelijk was om afwijkende vormen te maken. Scheuren Veel bouwwerken of delen daarvan uit de Romeinse tijd zijn bewaard ge- bleven. Denk hierbij aan het Pantheon, het Forum Romanum, het Colos- seum en de vele aquaducten. De reden dat sommige van deze bouwwer- Vitruvius Uit de Romeinse tijd hebben niet alleen veel fysieke bouwwerken de tand des tijds doorstaan; er is ook veel kennis over de toegepaste bouwtechnieken bewaard ge- bleven. Dit is te danken aan de Romeinse bouwmeester Vitruvius. Hij was als archi- tect bij Julius Caesar in dienst en was daar verantwoordelijk voor de bouw van ver- dedigingswerken. Later, onder keizer Augustus werkte de architect aan het herstel van aquaducten. Vitruvius schreef het eerste handboek voor de architect. Hierin beschrijft hij naast de bouwkundige aspecten ook de toegepaste bouwmaterialen. Het Pantheon Fundering in Ostia