Rahasia Teknik Bangunan Kokoh Romawi Kuno

Rahasia Teknik Bangunan Kokoh Romawi Kuno. Orang Romawi kuno adalah ahli teknik, membangun jaringan jalan yang luas, saluran air, pelabuhan, dan bangunan besar, yang sisa-sisanya bertahan selama dua milenium. Banyak dari struktur ini dibangun dengan beton: Pantheon Roma yang terkenal, yang memiliki kubah beton tanpa tulangan terbesar di dunia dan didedikasikan pada tahun 128 M, masih utuh, dan beberapa saluran air Romawi kuno masih mengalirkan air ke Roma hingga saat ini. Sementara itu, banyak struktur beton modern yang runtuh setelah beberapa dekade.

Baca juga: Manusia prasejarah menggunakan api untuk membuat karya seni

Para peneliti telah menghabiskan waktu puluhan tahun mencoba mencari tahu rahasia dari bahan konstruksi kuno yang sangat tahan lama ini. Terutama pada struktur yang bertahan dalam kondisi yang sangat keras, seperti dermaga, selokan, dan tembok laut, atau yang dibangun di lokasi yang aktif secara seismik.

Sekarang, tim penyelidik dari MIT, Universitas Harvard, dan laboratorium di Italia dan Swiss, telah membuat kemajuan dalam menemukan strategi pembuatan beton kuno yang menggabungkan beberapa fungsi penyembuhan diri. Temuan ini terbit dalam jurnal Science Advances, dalam sebuah makalah oleh profesor teknik sipil dan lingkungan MIT Admir Masic, mantan mahasiswa doktoral Linda Seymour, dan rekannya.

Teori tentang bangunan romawi kuno

Teori umum Selama bertahun-tahun, para peneliti berasumsi bahwa kunci ketahanan beton kuno ada pada satu bahan, yaitu pozzolan seperti abu vulkanik dari daerah Pozzuoli, di Teluk Napoli. Jenis abu khusus ini bahkan dikirim ke seluruh kekaisaran Romawi yang luas untuk digunakan dalam konstruksi, dan digambarkan sebagai bahan utama beton dalam catatan oleh arsitek dan sejarawan pada saat itu.

Di bawah pemeriksaan lebih dekat, sampel kuno ini mengandung fitur mineral putih cerah berukuran milimeterl, khas, atau terenal dengan istilah komponen beton Romawi yang ada di mana-mana. Bongkahan ini, sering disebut sebagai “klas kapur”, berasal dari kapur, yang merupakan komponen kunci lain dari campuran beton kuno. 

Sebelumnya para ilmuan berpendapat, menggunakannya merupakan praktik pencampuran yang ceroboh, atau bahan mentah berkualitas rendah. Studi baru ini menunjukkan bahwa pecahan kapur kecil ini memberi beton kemampuan penyembuhan diri yang luar biasa.

Setelah karakterisasi lebih lanjut dari klas kapur ini, menggunakan pencitraan multiskala beresolusi tinggi dan teknik pemetaan kimia 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, seperti kapur api?”

Pencampuran Panas

Mempelajari sampel beton kuno ini, para peneliti menentukan bahwa inklusi putih memang terbuat dari berbagai bentuk kalsium karbonat. Dan pemeriksaan spektroskopi memberikan petunjuk bahwa ini terbentuk pada suhu ekstrim, dengan reaksi eksotermis. Pencampuran panas, menjadi kesimpulan, kunci dari sifat super tahan lama bangunan romawi kuno

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 menggunakan kapur mati, menghasilkan senyawa terkait suhu tinggi yang tidak akan terbentuk.
• Kedua, peningkatan suhu ini secara signifikan mengurangi proses pengawetan dan pengerasan. Ini juga membantu mempercepat reaksi, memungkinkan konstruksi lebih cepat.”

Selama proses pencampuran panas, klas kapur mengembangkan arsitektur partikel nano yang rapuh. Ini menciptakan sumber kalsium yang mudah retak dan reaktif, dan sekaligus 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 direkristalisasi menjadi kalsium karbonat dan dengan cepat terisi.

Demikian artikel ulasan studi ilmiah tentang Rahasia Teknik Bangunan Kokoh Romawi Kuno, semoga bermanfaat!

Jurnal Referensi:

• Linda M. Seymour, Paolo Sabatini, Michel Di Tommaso,   Janille Maragh,James C. Weaver, and Admir Masic. 2023. Hot mixing: Mechanistic insights into the durability of ancient Roman concrete. Science Advances, 2023 DOI: 10.1126/sciadv.add1602