De geschiedenis bevat veel verwijzingen naar oud beton, onder andere in de geschriften van de beroemde Romeinse geleerde Plinius de Oudere, die leefde in de 1e eeuw na Christus en stierf bij de uitbarsting van de Vesuvius in 79 na Christus. Plinius schreef dat het beste maritieme beton werd gemaakt van vulkanische as die werd gevonden in gebieden rond de Golf van Napels, met name in de buurt van de hedendaagse stad Pozzuoli. De deugden ervan werden zo bekend dat as met vergelijkbare minerale eigenschappen – waar ook ter wereld – de naam pozzolan kreeg.
Door de minerale bestanddelen van het cement uit de golfbreker van Pozzuoli te analyseren in het laboratorium van U.C. Berkeley, evenals in faciliteiten in Saoedi-Arabië en Duitsland, kon het internationale team van onderzoekers het “geheim” van de duurzaamheid van het Romeinse cement ontdekken. Zij ontdekten dat de Romeinen beton maakten door kalk en vulkanisch gesteente te mengen tot een mortel. Om onderwaterconstructies te bouwen, werden deze mortel en vulkanisch tufsteen in houten vormen verpakt. Het zeewater bracht vervolgens een chemische reactie op gang, waarbij watermoleculen de kalk hydrateerden en met de as reageerden om alles aan elkaar te cementeren. De resulterende calcium-aluminium-silicaat-hydraat (C-A-S-H) verbinding is uitzonderlijk sterk.
Ter vergelijking, Portland cement (het meest gebruikte moderne betonmengsel) mist de kalk- vulkanische as combinatie, en bindt niet goed vergeleken met Romeins beton. Portlandcement, dat al bijna twee eeuwen in gebruik is, heeft de neiging bijzonder snel te slijten in zeewater, met een levensduur van minder dan 50 jaar. Bovendien komt bij de productie van portlandcement een aanzienlijke hoeveelheid kooldioxide vrij, een van de schadelijkste van de zogenaamde broeikasgassen. Volgens Paulo Monteiro, hoogleraar civiele techniek en milieukunde aan de universiteit van Californië, Berkeley, en hoofdonderzoeker van het team dat het Romeinse beton analyseert, is de productie van de 19 miljard ton portlandcement die we elk jaar gebruiken “goed voor 7 procent van de kooldioxide die de industrie in de lucht brengt.”
Naast het feit dat het duurzamer is dan portlandcement, lijkt het Romeinse beton ook duurzamer te zijn om te produceren. Bij de productie van portlandcement wordt koolstof uitgestoten door de verbranding van brandstof die wordt gebruikt om een mengsel van kalksteen en klei te verhitten tot 1.450 graden Celsius (2.642 graden Fahrenheit), alsmede door de verhitte kalksteen (calciumcarbonaat) zelf. Om hun beton te maken, gebruikten de Romeinen veel minder kalk, en maakten ze het van kalksteen gebakken op 900 graden Celsius (1.652 graden Fahrenheit) of lager, een proces dat veel minder brandstof verbruikte.
De analyse van het Romeinse beton door de onderzoekers werpt licht op bestaande moderne betonmengsels die zijn gebruikt als milieuvriendelijker gedeeltelijke vervangers voor Portland cement, zoals vulkanische as of vliegas van kolengestookte elektriciteitscentrales. Monteiro en zijn collega’s suggereren ook dat het overnemen van materialen en productietechnieken die door de oude Romeinen werden gebruikt, zou kunnen leiden tot beton dat langer meegaat en waarbij minder kooldioxide vrijkomt. Monteiro schat dat pozzolan, dat in vele delen van de wereld te vinden is, “40% van de wereldwijde vraag naar portlandcement” zou kunnen vervangen. Als dit het geval is, dan zijn de oude Romeinse bouwers wellicht verantwoordelijk voor een werkelijk revolutionaire invloed op de moderne architectuur – één massief betonnen bouwwerk tegelijk.