Rahasia ketahanan beton romawi kuno ini diungkapkan melalui penelitian ilmiah yang menelusuri bahan dan konstruksi betonnya yang unik. Penelitian dipublikasi pada jurnal Science Advances.
Dikutip dari laman sciencealert.com, bangsa Romawi kuno adalah para ahli bangunan dan teknik, yang mungkin paling terkenal dengan sistem saluran airnya. Saluran air romawi kuno yang dibangun ribuan tahun lalu hingga saat ini masih dapat berfungsi dengan baik, keajaiban itu mengandalkan bahan konstruksi yang unik, yaitu beton pozzolanic. Beton pozzolanic adalah beton tahan lama spektakuler yang memberikan kekuatan luar biasa pada bangunan Romawi.
Bukti paling mengagumkannya adalah gedung Pantheon, yang masih utuh meskipun sudah berusia hampir 2.000 tahun dan memegang rekor sebagai kubah beton tak bertulang terbesar di dunia.
Sifat-sifat beton romawi kuno pada umumnya terdiri dari bahan dasar pozzolana, yaitu sebuah campuran berunsur abu vulkanik. Bahan ini dinamai sesuai dengan nama kota Pozzuoli di Italia, tempat di mana banyak ditemukan abu vulkanik dan kapur. Ketika keduanya dicampur dengan air, kedua bahan tersebut dapat bereaksi menghasilkan beton yang kuat.
Pada tahun 2023, tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Massachusetts Institute of Technology (MIT) menemukan fakta, perbedaan pembuatan beton romawi kuno dengan beton pada umumnya bukan hanya terletak pada bahannya, tetapi juga teknik yang digunakan untuk mencampurnya.
Bukti utama terdapat pada potongan-potongan kecil kapur putih yang ditemukan di dalam beton yang terlihat sudah tercampur dengan baik. Sebelumnya, keberadaan potongan-potongan ini dianggap karena proses pencampuran atau bahan yang kurang baik, namun hal itu dianggap tidak masuk akal bagi ilmuwan material Admir Masic dari MIT.
“Asumsi bahwa keberadaan bongkahan kapur ini hanya disebabkan oleh kontrol kualitas yang rendah selalu mengganggu saya,” kata Masic pada Januari 2023.
"Jika orang Romawi berusaha keras untuk membuat bahan konstruksi yang luar biasa, mengikuti semua resep terperinci yang telah dioptimalkan selama berabad-abad, mengapa mereka tidak berusaha memastikan hasil akhir campuran benar-benar tercampur dengan baik? Pasti ada cerita lain di balik ini.”
Masic dan timnya, yang dipimpin oleh insinyur sipil MIT Linda Seymour, mempelajari sampel beton Romawi berusia 2.000 tahun dari situs arkeologi Privernum di Italia untuk memahami lebih dalam tentang potongan kapur tersebut.
| Baca juga: Arkeolog Temukan Jasad Prajurit dari Zaman Romawi Kuno Saat Gali Benteng di Spanyol |
Sampel-sampel ini dianalisis menggunakan berbagai alat canggih seperti mikroskop elektron, spektroskopi sinar-X, difraksi sinar-X, dan pencitraan Raman konfokal.
Salah satu pertanyaan utama dari penelitian ini adalah jenis kapur apa yang digunakan. Pemahaman umum tentang beton pozzolana adalah beton ini menggunakan kapur yang sudah diolah (slaked lime). Prosesnya, batu kapur dipanaskan pada suhu tinggi hingga menjadi bubuk kapur cepat (quicklime) yang sangat reaktif, yaitu kalsium oksida.
Kemudian, kapur cepat dicampur dengan air sehingga menghasilkan kapur yang sudah diolah (slaked lime) atau kalsium hidroksida, yang reaktivitasnya sedikit lebih rendah dan lebih aman. Teori yang ada mengatakan orang Romawi kuno mencampur kapur yang sudah diolah ini dengan pozzolana.
Namun setelah dianalisis, potongan kapur dalam sampel yang diambil dari situs arkeologi Privernum tidak sesuai dengan proses cara tersebut. Kemungkinan besar, beton Romawi dibuat dengan mencampur kapur cepat langsung dengan pozzolana dan air pada suhu yang sangat tinggi, baik sendiri atau bersama kapur yang sudah diolah. Proses ini disebut tim sebagai ‘pencampuran panas’ yang menghasilkan potongan kapur tersebut.
"Manfaat dari pencampuran panas ada dua," kata Masic.
"Pertama, ketika keseluruhan beton dipanaskan pada suhu tinggi, proses ini memungkinkan terjadinya reaksi kimia yang tidak mungkin terjadi jika hanya menggunakan kapur mati, menghasilkan senyawa khusus yang terbentuk pada suhu tinggi. Kedua, suhu tinggi ini mempercepat proses pengerasan dan pengeringan beton, sehingga pembangunan bisa dilakukan jauh lebih cepat.”
Selain itu beton ini memiliki keunggulan lain, potongan kapur yang terdapat dalam beton romawi kuno membuat beton memiliki kemampuan menyembuhkan diri sendiri. Ketika retakan muncul pada beton, retakan tersebut cenderung menuju potongan kapur yang memiliki luas permukaan lebih besar dibandingkan dengan partikel lain. Saat air masuk ke retakan, air bereaksi dengan kapur dan membentuk larutan kaya kalsium yang kemudian mengering dan mengeras menjadi kalsium karbonat, merekatkan kembali retakan dan mencegahnya menyebar lebih jauh.
Fenomena ini juga terlihat pada beton dari situs berusia 2.000 tahun lainnya, yaitu pada Makam Caecilia Metella, di mana retakan pada beton telah diisi dengan kalsit. Hal ini juga dapat menjelaskan mengapa beton Romawi dari tembok laut yang dibangun 2.000 tahun lalu masih tetap utuh selama ribuan tahun meskipun dihantam oleh gelombang laut.
Untuk menguji temuan ini, tim peneliti membuat beton pozzolana berdasarkan resep kuno dan modern menggunakan kapur cepat. Mereka juga membuat beton kontrol tanpa kapur cepat dan melakukan uji retak. Hasilnya benar saja, beton dengan kapur cepat yang retak dapat sembuh sepenuhnya dalam waktu dua minggu, sementara beton kontrol tetap retak.
Saat ini, tim sedang berusaha mengembangkan beton ini agar bisa diproduksi secara komersial sebagai alternatif yang lebih ramah lingkungan dibanding beton yang ada saat ini. (Alfi Loya Zirga)
Cek Berita dan Artikel yang lain di
Google News
Viral! 18 Kampus ternama memberikan beasiswa full sampai lulus untuk S1 dan S2 di Beasiswa OSC. Info lebih lengkap klik : osc.medcom.id
