Mörteln und Verputzen wie die alten Römer

23. Dezember 2004, 12:52
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Interdisziplinäres Grazer Forschungsprojekt untersucht und rekonstruiert historische Baustoffe

Dass die Römer der Antike exzellente Baumeister waren, ist bekannt. Das Wissen um die Rezepte und Methoden, mit denen sie ihre Mörtel und Putze zu nahezu unverwüstlichen Baumaterialien machten, ist im Lauf der Jahrtausende allerdings verloren gegangen. Ein Umstand, der vor allem die Arbeit der Restauratoren massiv erschwert. Um ein historisches Bauwerk auf eine Weise sanieren zu können, dass es zumindest zu keiner Verschlechterung der alten Bausubstanz kommt, müsste die Zusammensetzung des ursprünglichen Materials bekannt sein. Da hier allerdings eine beträchtliche Wissenslücke klafft, hat sich eine Gruppe von Geowissenschaftern, Archäologen, Restauratoren und Denkmalpflegern zu einem interdisziplinären Team zusammengeschlossen, um in einem vom Wissenschaftsfonds geförderten Projekt unter anderem den historischen Rezepten und Methoden der Kalkzementherstellung auf die Spur zu kommen.

"In unseren Untersuchungen konzentrieren wir uns auf römische, mittelalterliche und frühneuzeitliche Mörtel und Putze, die für antike Bauwerke in Flavia Solva und an anderen Fundorten in der gesamten Steiermark verwendet wurden", erklärt Projektleiter Martin Dietzel, Vorstand des Instituts für Angewandte Geowissenschaften an der Grazer Technischen Universität. Der Materialzusammensetzung kommt deshalb eine so große Bedeutung zu, weil sie Informationen über die Herkunft der verwendeten Materialien, ihre Verarbeitung, ihre Anwendung und natürlich auch ihre Veränderung im Lauf der Zeit beinhaltet.

Um das Innenleben der antiken Baustoffe und ihre Wandlungen im Detail zu durchleuchten, werden von den Forschern modernste materialwissenschaftliche, geo- und isotopenchemische Untersuchungsmethoden eingesetzt. Neben der Aufschlüsselung der mineralogischen und chemischen Zusammensetzung sowie des mikrostrukturellen Aufbaus der historischen Mörtel und Putze nehmen die Wissenschafter aber auch die Kalksteinbrüche in den entsprechenden Regionen genau unter die Lupe, um die Herkunft der Rohmaterialien und die historischen Transportwege zu eruieren.

Bereits ein Jahr nach Projektbeginn liegen grundlegende Erkenntnisse vor, welche die Qualität künftiger Restaurationen maßgeblich verbessern könnten: "Wir können mittlerweile nachvollziehen, wie das Abbindeverhalten und der Veränderungsprozess innerhalb einer Fuge funktionieren", sagt Dietzel. "Über Kohlenstoff- und Sauerstoffisotope ist es uns nämlich grundsätzlich möglich, sekundäre Veränderungen des Materials wie Verwitterung oder Rekristallisation zu erkennen."

Um die historischen Mörtel und Putze in entsprechender Qualität schließlich auch nachmischen zu können, werden die Kalke in speziellen, den römischen Originalen nachgebauten Brennöfen gebrannt. Dabei, so fanden die Forscher heraus, spielt neben der Temperatur auch das Löschen des Kalks eine zentrale Rolle. "Wichtig ist ferner das Verhältnis zwischen dem Bindemittel, also dem Kalziumkarbonat und den entsprechenden Zuschlagstoffen", erklärt Martin Dietzel. "Bemerkenswert ist die äußerst differenzierte Technik der Römer: So haben sie, um dem Mörtel Festigkeit und Stabilität zu verleihen und ihn damit gegen Verwitterung und wässrige Lösungen widerstandsfähiger zu machen, dem kalkabbindenden Zement oft silikataktive Komponenten - wie beispielsweise vulkanische Aschen - beigefügt."

Das umfassende materialtechnische Know-how, wann und wie man derartige Komponenten zusetzen soll, ging in späteren Jahrhunderten jedoch weit gehend verloren. Einen kontinuierlichen Niedergang der Materialtechnik bis zur frühen Neuzeit möchte der Geowissenschafter daraus allerdings noch nicht ableiten: "Wie in vielen anderen Bereichen zeichneten sich die Römer auch in dieser Hinsicht durch eine sehr hoch stehende Technik aus. Ob es danach tatsächlich zu so massiven Rückschritten kam, können wir erst feststellen, wenn wir alle Untersuchungen abgeschlossen haben. Aber selbst dann können wir nicht von der Steiermark auf andere Regionen schließen." Wie immer - durch die Aufschlüsselung der Zusammensetzung antiker Mörtel und Putze kann das verlorene Wissen der alten Römer jedenfalls wieder belebt und für optimierte Restaurationsmethoden genutzt werden.

Die großteils sehr grundlagenorientierten Ergebnisse dieses Projekts sind jedoch nicht nur für Restauratoren, Archäologen und Denkmalpfleger von Interesse, sondern können auch in ganz anderen Bereichen - wie etwa im Tunnelbau - genutzt werden: "Ein großes Problem bei Tunneln", sagt Martin Dietzel, "ist die sekundäre Abscheidung von Kalk, wodurch die Drainagerohre verstopfen - man spricht hier von Versinterung." Um die Mechanismen dieses Vorgangs zu verstehen und vorbeugende Maßnahmen ergreifen zu können, muss man auf Grundlagenwissen über Abscheidungsmechanismen zurückgreifen. Ein Wissen, das unter anderem bei der Erforschung antiker Mörtel erarbeitet wird: Schließlich geht es auch hier um chemische, mineralogische und mikrostrukturelle Veränderungen von künstlich hergestellten Materialien. (Doris Griesser/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 18./19. 12. 2004)

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