Ilmuwan MIT Memecahkan Rahasia Beton Romawi yang Bertahan Ribuan Tahun

By Ricky Jenihansen, Senin, 9 Januari 2023 | 16:00 WIB
Beton Romawi kuno dapat bertahan ribuan tahun. (S.Borisov/Shutterstock)

Setelah karakterisasi lebih lanjut dari klas kapur ini, menggunakan pencitraan multiskala beresolusi tinggi dan teknik pemetaan kimia yang dipelopori di lab penelitian Masic, para peneliti memperoleh wawasan baru ke dalam fungsi potensial dari klas kapur ini.

Secara historis, telah diasumsikan bahwa ketika kapur dimasukkan ke dalam beton Romawi, pertama kali digabungkan dengan air untuk membentuk bahan seperti pasta yang sangat reaktif, dalam proses yang dikenal sebagai slaking. Tetapi proses ini saja tidak dapat menjelaskan keberadaan klas kapur.

Masic bertanya-tanya: "Mungkinkah orang Romawi benar-benar menggunakan kapur secara langsung dalam bentuk yang lebih reaktif, yang dikenal sebagai kapur api?"

Mempelajari sampel beton kuno ini, dia dan timnya menentukan bahwa inklusi putih memang terbuat dari berbagai bentuk kalsium karbonat. Dan pemeriksaan spektroskopi memberikan petunjuk bahwa ini telah terbentuk pada suhu ekstrim, seperti reaksi eksotermis saat menggunakan kapur.

Tim sekarang menyimpulkan, sebenarnya hal itulah adalah kunci dari sifat super tahan lama. "Manfaat pencampuran panas ada dua," kata Masic.

"Pertama, ketika keseluruhan beton dipanaskan pada suhu tinggi, hal itu memungkinkan kimiawi yang tidak mungkin terjadi jika Anda hanya mencampurkan kapur, menghasilkan senyawa terkait suhu tinggi yang tidak akan terbentuk."

"Kedua, peningkatan suhu ini secara signifikan mengurangi proses pengawetan dan pengerasan sejak semua reaksi dipercepat, memungkinkan konstruksi lebih cepat."

Beton Romawi kuno memiliki kemampuan penyembuhan diri. (Science Advances)

Selama proses pencampuran panas, klas kapur mengembangkan arsitektur partikel nano yang rapuh, menciptakan sumber kalsium yang mudah retak dan reaktif, yang, seperti yang diusulkan tim, dapat memberikan fungsi penyembuhan diri yang kritis.

Segera setelah retakan kecil mulai terbentuk di dalam beton, retakan tersebut secara istimewa dapat berjalan melalui klas kapur dengan luas permukaan tinggi.

Bahan ini kemudian dapat bereaksi dengan air, menciptakan larutan jenuh kalsium, yang dapat mengkristal kembali sebagai kalsium karbonat dan mengisi retakan dengan cepat, atau bereaksi dengan bahan Pozzuoli untuk lebih memperkuat bahan komposit.

Reaksi-reaksi ini terjadi secara spontan dan karenanya secara otomatis menyembuhkan retakan sebelum menyebar. Dukungan sebelumnya untuk hipotesis ini ditemukan melalui pemeriksaan sampel beton Romawi lainnya yang menunjukkan retakan berisi kalsit.