Historien innehåller många hänvisningar till forntida betong, bland annat i den berömda romerska läraren Plinius den äldre, som levde på första århundradet e.Kr. och dog i Vesuvius utbrott år 79 e.Kr. Plinius skrev att den bästa maritima betongen tillverkades av vulkanisk aska som hittades i regioner runt Neapelbukten, särskilt i närheten av den moderna staden Pozzuoli. Dess fördelar blev så välkända att aska med liknande mineraliska egenskaper – oavsett var i världen den hittades – har kallats puzzolan.
Genom att analysera mineralkomponenterna i cementet från vågbrytaren i Pozzuoli-bukten i laboratoriet vid U.C. Berkeley, liksom vid anläggningar i Saudiarabien och Tyskland, kunde det internationella forskarlaget upptäcka ”hemligheten” bakom den romerska cementens hållbarhet. De fann att romarna tillverkade betong genom att blanda kalk och vulkanisk sten till ett murbruk. För att bygga undervattenskonstruktioner packades detta murbruk och vulkanisk tuffsten i träformar. Havsvattnet utlöste sedan en kemisk reaktion, genom vilken vattenmolekylerna hydratiserade kalken och reagerade med askan för att cementera ihop allting. Den resulterande bindningen av kalcium-aluminium-silikat-hydrat (C-A-S-H) är exceptionellt stark.
Till jämförelse saknar Portlandcement (den vanligaste moderna betongblandningen) kombinationen av kalk och vulkanaska och binder inte bra jämfört med romersk betong. Portlandcement, som använts i nästan två århundraden, tenderar att slitas särskilt snabbt i havsvatten, med en livslängd på mindre än 50 år. Dessutom producerar tillverkningen av portlandcement en ansenlig mängd koldioxid, en av de mest skadliga av de så kallade växthusgaserna. Enligt Paulo Monteiro, professor i civil- och miljöteknik vid University of California, Berkeley, och huvudforskare i gruppen som analyserade den romerska betongen, står tillverkningen av de 19 miljarder ton portlandcement som vi använder varje år ”för 7 procent av den koldioxid som industrin släpper ut i luften”.
Förutom att den romerska betongen är hållbarare än portlandcement verkar den också vara mer hållbar att tillverka, hävdar han. För att tillverka Portlandcement släpps kol ut av det brinnande bränsle som används för att värma upp en blandning av kalksten och lera till 1450 grader Celsius (2642 grader Fahrenheit) samt av den uppvärmda kalkstenen (kalciumkarbonat) i sig själv. För att göra sin betong använde romarna mycket mindre kalk och tillverkade den av kalksten som gräddats vid 900 grader Celsius (1 652 grader Fahrenheit) eller lägre, en process som förbrukade mycket mindre bränsle.
Forskarnas analys av romersk betong kastar ljus över befintliga moderna betongblandningar som har använts som mer miljövänliga partiella substitut för Portlandcement, t.ex. vulkanisk aska eller flygaska från kolförbrännande kraftverk. Monteiro och hans kollegor föreslår också att man genom att anta de material och produktionstekniker som användes av de gamla romarna skulle kunna producera mer hållbar betong som genererar mindre koldioxid. Monteiro uppskattar att puzzolan, som finns i många delar av världen, potentiellt skulle kunna ersätta ”40 procent av världens efterfrågan på Portlandcement”. Om så är fallet kan de antika romerska byggherrarna vara ansvariga för en verkligt revolutionerande inverkan på den moderna arkitekturen – en massiv betongkonstruktion i taget.