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Beton überdauert die Zeit
Die Tragkraft, Haltbarkeit und Flexibilität hat Beton zu einem weltweit verbreiteten und beliebten Baustoff für unzählige Gebäude und Infrastrukturprojekte gemacht. Dabei prägt Beton keineswegs nur die Baubranche der jüngeren Geschichte. Den Baustoff gibt es bereits seit der Antike. Einige der ältesten Gebäude, die der Mensch geschaffen hat, wurden mit frühen Formen von Beton gebaut – und darunter sind Bauwerke, die weltweite Berühmtheit erlangt haben.
Die Pyramiden von Gizeh, Ägypten
Die ältesten Bauwerke, bei denen ein erster betonähnlicher Baustoff zum Einsatz kam, sind die Pyramiden von Gizeh in Ägypten, die um 3.000 v. Chr. Entstanden sind. Die großen Blöcke, die unter harter Schwerarbeit zu den mächtigen Pyramiden gestapelt wurden, bestanden vorwiegend aus Lehm- und Stroh-Ziegeln. Die Fugen wurden mit einer Mischung aus Gips und Kalk, ähnlich dem heutigen Zementmörtel, befüllt, wo sie mit der Zeit aushärteten.
Das Kolosseum und das Pantheon, Rom, Italien
Das Römische Reich war für seine beeindruckende Architektur berühmt. Viele der noch heute bestehenden historischen Gebäude wurden mit Baustoffen gebaut, die dem heutigen Zement und Beton recht ähnlich sind. Zur Herstellung einer betonartigen Masse mischten die Römer Puzzolane aus feiner vulkanischer Asche, die in Italien leicht erhältlich war, mit Kalk und Wasser.
Um tragende Wände zu errichten, stellten sie einfache Schalungen aus Holz, gestapelten Steinen oder Ziegeln bzw. einer Kombination davon her. Darauf wurde eine Schicht aus Zuschlagstoffen oder zerbrochenen Ziegeln gelegt. Der Puzzolanmörtel wurde in die Form gegossen und zur Verdichtung festgestampft. Dieser Vorgang wurde Schicht für Schicht wiederholt, bis die Mauer oder Decke fertig war. Interessanterweise wurden für die oberen Gebäudebereiche leichtere Gesteinskörnungen verwendet, um das Gewicht zu verringern: Unten wurde der stabile Kalkstein Travertin verwendet und weiter oben leichter Tuff- und Bimsstein.
Sowohl das Kolosseum als auch das Pantheon sind hervorragende Beispiele für die Langlebigkeit und Anpassungsfähigkeit von Beton. Das Kolosseum, im Jahr 80 n. Chr. Nach zehnjähriger Bauzeit fertiggestellt, verfügt über Gewölbe, deren Ziegel-Zwischenräume mit einem Mörtel aus Kalkstein und Ton befüllt wurden.
Das römische Pantheon wird von der mit 43,4 m Durchmesser größten unbewehrten und ungestützten massiven Betonkuppel dominiert. Ein beeindruckender Rekord für das zwischen 126-128 n. Chr. errichtete Gebäude, der fast 1.900 Jahre gehalten hat. Tatsächlich wurde die lichte Spannweite der Kuppel erst mit der Einführung von Stahlbeton wesentlich übertroffen.
Eddystone-Leuchtturm, Cornwall, UK
Während frühe Betonformen bereits in der Antike verwendet wurden, geriet die Kunst der Betonherstellung in Vergessenheit. Erst Mitte des 18. Jahrhunderts führte John Smeaton, ein britischer Bauingenieur, umfangreiche Tests mit verschiedenen damals verfügbaren Kalken durch. Bei seinen Untersuchungen stellte er eine Wechselwirkung fest zwischen hydraulischem Kalk und verschiedenen Mineralien, die entweder im Kalkstein vorhanden waren oder, wie Puzzolane, zugesetzt wurden. Er kombinierte diesen hydraulischen Kalk mit pulverisierten Ziegeln und Kieselsteinen und schuf damit die erste Form des modernen Betons. Verwendet wurde das Baumaterial zusammen mit Steinmauerwerk im Jahr 1759, beim Bau des Eddystone-Leuchtturms vor der britischen Südwestküste. Smeatons hydraulischer Kalk besaß den großen Vorteil, trotz der feuchten Bedingungen auf der winzigen Meeresinsel schnell auszuhärten. Die Weiterentwicklung des Materials führte zur Erfindung des modernen Portlandzements. Er wurde 1824 vom Engländer Joseph Aspdin entwickelt und wurde zum vorherrschenden Zement im Bauwesen.
72 rue Charles Michels, St. Denis, Frankreich
1853 baute François Coignet, ein französischer Industrieller, ein vierstöckiges Haus im berühmten Pariser Stadtteil St. Denis. Während Coignet zuvor Häuser aus unbewehrtem Beton gebaut hatte – von denen viele heute noch stehen – war das Gebäude in der 72 rue Charles Michels das erste Gebäude mit einer Bewehrung aus Eisen. Seit 1998 befindet sich das leerstehende Gebäude unter Denkmalschutz.
Lionel Allorge, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Alvord Lake Bridge, San Francisco, USA
Die erste Stahlbetonbrücke der USA ist die Alvord Lake Bridge in San Francisco. Ernest L. Ransome konstruierte 1889 das Bauwerk mit einer Armierung aus Stahlstäben – ein Aufwand, der sich 1906 bewähren sollte: Die Brücke überstand das schwere Erdbeben und ist noch heute im Golden Gate Park zu bewundern. Ransome erfand seine eigene Bewehrung und nutzte patentierte Armierungseisen mit quadratischem Querschnitt, die kalt schraubenförmig verdrillt und in die Unterseite des Bogens eingebettet wurden. Die Alvord Lake Bridge hat eine Spannweite von 8,84 m. Bereits um 1900 wurden Stahlbetonbrücken mit über 30 m Spannweite gebaut.
Pi.1415926535, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Court Street, Bellefontaine, USA
An der Südseite des altehrwürdigen Gerichtsgebäudes von Bellefontaine in Ohio befindet sich die erste und älteste Betonstraße der Vereinigten Staaten. Die Court Street wurde 1891 gebaut und wird noch heute genutzt. Obwohl der erste Betonbelag der Welt bereits 1865 im schottischen Inverness gebaut wurde und Teile auch dieser Straße immer noch befahren werden, ist die Court Street vor allem aufgrund ihrer hohen Festigkeit ein bemerkenswertes Denkmal der Ingenieurtechnik. Tests ergaben, dass ihr Belag eine Bruchfestigkeit von 55 Megapascal (MPa) erreichte – wesentlich höher als die meisten heute verwendeten Betonsorten.
Ben Turover, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
The Ingalls Building, Cincinnati, USA
Das 1903 errichtete Ingalls Building war das erste Stahlbeton-Hochhaus der Welt. Mit seinen 16 Stockwerken ist das Bauwerk 180 Fuß (54 Meter) hoch, was für die damalige Zeit eine technische Meisterleistung darstellte. Melville E. Ingalls, ein Abgeordneter des Bundesstaates Massachusetts, benötigte zwei Jahre, um die Stadtverwaltung von der Sicherheit seines Projektes zu überzeugen, denn der bis dahin höchste Stahlbetonbau war gerade mal sechs Stockwerke hoch. Ingalls stütze sich auf die Erkenntnisse von Ernest Leslie Ransome (siehe Alvord Lake Bridge), einem britischstämmigen Bauingenieur und nutzte dessen patentierte Armierungseisen.
Warren LeMay from Cincinnati, OH, United States, CC0, via Wikimedia Commons
Jahrhunderthalle, Breslau, Polen
Die Jahrhunderthalle im polnischen Wrocław (Breslau) wurde 1913 aus Stahlbeton gebaut. Das prächtige Gebäude wurde vom Architekten Max Berg entworfen und besitzt eine Stahlbetonkuppel mit einer Spannweite von 65 Metern. Die Halle wurde 2006 zum UNESCO-Weltkulturerbe ernannt, wird jedes Jahr von zahlreichen Besuchern besucht und nach wie vor für viele Sport- und Kulturveranstaltungen genutzt.
Dauerhaft und langlebig
Antike und mittelalterliche Bauwerke, die noch vor der Erfindung moderner Betonschalungen errichtet wurden und bis heute stehen, verdeutlichen die Langlebigkeit des Baumaterials Beton. Hier stellt sich weniger die Frage, ob Betonbauten hohe Belastungen aushalten als vielmehr, wie lange sie tatsächlich überdauern können. Die hier vorgestellten Bauwerke dürfen dies klar beantworten: viel länger, als es ihre Baumeister wohl erwartet haben.
