Seit der Erfindung des Portlandzements durch den britischen Maurer Joseph Aspdin im Jahr 1824 hat sich Beton zum wichtigsten Baustoff entwickelt. Sowohl das höchste Gebäude der Welt, der Burj Khalifa in Dubai, als auch die längste Brücke, die 165 Kilometer lange Danyang-Kunshan Grand Bridge in China, sind größtenteils daraus gefertigt. Im Jahr 2012 wurden schätzungsweise zwölf Milliarden Tonnen Beton für Bauwerke verbraucht; das entspricht zwei Tonnen pro Erdbewohner. Das Material ist inzwischen aber nicht nur Grundstoff für Häuser, Straßen und Staudämme, sondern auch Bestandteil der gesamten zivilen Infrastruktur – von Kanalisationsrohren bis Blumenkübeln.

Die Herstellung von Beton ist ein mehrstufiger, energieintensiver Prozess. Der meist als Bindemittel verwendete Portlandzement wird durch das pulverfeine Zermahlen von Kalkstein (wegen des Kalziumgehalts) und Ton (wegen des enthaltenen Siliziums) und anschließendes Erhitzen der Mischung in einem Ofen auf mehr als 1450 Grad Celsius erzeugt. Bei derart hohen Temperaturen diffundieren die Moleküle der verschiedenen Materialien ineinander – Fachleute sprechen von Sintern ...