Beton Romawi

Batu Kapur atau calcium carbonate (CaCO3) terbentuk lebih dari dari 30 sampai 500 juta tahun yang lalu, yang berasal dari kumpulan kerang, terumbu karang, ikan purba dan kalsium yang mengendap di dasar laut membentuk lapisan menjadi batuan kapur.

Tekanan dan panas dari Bumi selama jutaan tahun dapat memadatkan dan mengkristalkan endapan kapur  menjadi batuan kapur, dimana tekanan tektonik yang lebih ekstrim akan membentuk marmer.

Batuan kapur (Limestone) dapat berubah menjadi “kapur reaktif” apabila mendapatkan pemanasan sampai 900ᵒC, yang apabila dicampur dengan air membentuk reaksi kimia menjadi Calcium Hidrokside (Ca(OH)2) dan apabila mengering akan kembali ke bentuk batu aslinya.

Penggunaan kapur ini pertama kali ditemukan lebih dari 7.000 tahun yang lalu untuk membuat patung-patung dan selain itu digunakan untuk memperhalus dinding bangunan mereka. Orang Mesir lebih dari 4.500 tahun yang lalu menggunakan kapur mortar plester dinding dalam Piramida dan juga gedung-gedung mereka.

Bangsa Yunani dan Romawi mengembangkan penggunaan kapur sebagai mortar pasangan bata serta plester pada proses finishing dinding mereka. Kemajuan terbesar mereka dalam konstruksi ketika mereka menemukan cara untuk membuat beton. Mereka masih belum menemukan semen modern tapi dengan menggabungkan kapur dan pasir pozzolanic dari gunung Vesuvius dan batu marmer mereka mampu menciptakan “Beton Romawi” dan struktur yang mereka buat bertahan lebih dari 2.200 Tahun. Beton Romawi diciptakan dengan abu vulkanik, air kapur dan air laut. Kemungkinan para bangsa Romawi mendapatkan inspirasi tersebut setelah mengamati reaksi kimia dalam deposit abu vulkanik pada batuan tufa. Mereka juga mencampurkan batuan vulkanik yang terus menerus bereaksi dan memperkuat beton hingga sekarang.

The Pantheon di Roma dibangun pada Tahun 126 dengan luas 43m. Telah selamat dari gempa bumi, cuaca dan perang berkat sistem “Beton Romawi”. Struktur yang luar biasa bahkan untuk jaman sekarang.

Bangsa Romawi membangun jalan dan struktur hebat lainnya seperti Coliseum yang masih ada saat ini menggunakan “Beton Romawi”. Sayangnya budaya baik itu tidak dilanjutkan setelah jatuhnya kekaisaran Romawi.

Selama lebih dari 1.000 Tahun tidak ada perkembangan rekayasa dan bangunan yang signifikan setelah zaman Romawi.

Di bawah pimpinan Jackson, para peneliti telah mengumpulkan sampel beton di laut Romawi dari beberapa pelabuhan di sepanjang pantai Italia. Kini, mereka memetakan sampel tersebut menggunakan mikroskop elektron. Setelah itu, dilakukan pemindaian dengan X-ray microdiffraction dan Raman spectroscopy untuk mengidentifikasikan semua butir mineral pada beton. Hasil pemindaian menunjukkan adanya aluminium tobermorite yang melimpah pada beton, sebuah mineral berbasis silika keras yang cukup langka dan sulit dibuat di laboratorium. Mineral ini, bersama dengan mineral langka lainnya yang disebut phillipsite, tumbuh dalam beton berkat air laut yang mengalir di sekitarnya. "Bangsa Romawi menciptakan beton mirip batu yang tumbuh subur dalam pertukaran kimia terbuka dengan air laut," kata Jackson. Sayangnya, resep untuk menciptakan bangunan seperti itu telah hilang dimakan waktu. Para ilmuwan hanya dapat menciptakan kembali bahan-bahan yang digunakan dengan meneliti bangunan yang masih ada.

Namun, tidak semua negara dapat mengakses bahan vulkanik yang digunakan dalam beton ini. "Orang Romawi beruntung dapat memiliki batu-batu ini. Kita tidak memiliki banyak batu seperti inidi dunia, jadi harus ada substitusi yang dibuat," kata Jackson.

Banyak budaya memiliki sejarah dalam hal penggunaan kapur untuk pasangan bata dan plester, seperti Mezquita di Spanyol, The great Wall of China, Katedral di Eropa, kuil-kuil Maya dan banyak lagi.

Pada Tahun 1824 seorang tukang pasang bata dari Inggris, Joseph Aspdin, mengembangkan Portland Cement, nama itu diambil karena kesamaan warna yang mirip dengan batu dari Portland, Inggris. Hal ini merupakan awal dari perkembangan modern era bangunan beton dan mortar menggunakan semen menggantikan kapur sebagai pengikat utama. 

Semen Portland membutuhkan panas lebih dari 1.500ᵒC. semen akan cepat keras dan mejadi kuat dalam hitungan jam dibandingkan dengan kapur yang membutuhkan waktu berminggu-minggu.