Beton Romawi telah bertahan selama hampir 2.000 tahun di berbagai situs kuno.
Ketahanannya membuat para peneliti mencari tahu bagaimana material bangunan yang digunakan bangsa Romawi dapat terus mengalami perubahan kimia setelah mengeras.
Apa Itu Beton Romawi?
Bangsa Romawi menggunakan material yang dikenal sebagai opus caementicium untuk berbagai konstruksi.
Campurannya menggunakan kapur sebagai bagian dari bahan pengikat, material pozzolanik, air, dan agregat seperti pecahan batu.
Pozzolana merupakan material vulkanik yang mengandung silika dan alumina reaktif.
Ketika material tersebut bereaksi dengan kapur dan air, terbentuk berbagai fase pengikat, termasuk calcium-aluminum-silicate-hydrate (C-A-S-H).
Reaksi pozzolanik tersebut menjadi salah satu bagian dari proses kimia yang memengaruhi kekuatan dan ketahanan beton Romawi dalam jangka panjang.
Komposisi materialnya sendiri dapat berbeda sesuai lokasi dan kebutuhan konstruksi.
Apa Itu Lime Clasts pada Beton Romawi?
Salah satu karakteristik yang menarik perhatian peneliti adalah keberadaan fragmen putih kaya kalsium di dalam beton dan mortar Romawi.
Fragmen tersebut dikenal sebagai lime clasts.
Penelitian yang diterbitkan pada 2023 menganalisis lime clasts dalam sampel mortar Romawi berusia sekitar 2.000 tahun dari situs arkeologi Privernum, Italia.
Peneliti menggunakan beberapa teknik analisis, termasuk scanning electron microscopy dengan energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), X-ray diffraction (XRD), dan confocal Raman imaging.
Hasil analisis menunjukkan karakteristik kimia dan struktur mikro yang menurut para peneliti konsisten dengan penggunaan quicklime atau kapur tohor dalam pembuatan mortar tersebut.
Quicklime merupakan kalsium oksida (CaO) yang diperoleh dengan memanaskan batu kapur.
Ketika bereaksi dengan air, quicklime menghasilkan kalsium hidroksida atau slaked lime [Ca(OH)₂].
Dalam metode yang disebut hot mixing, peneliti mengusulkan bahwa quicklime dicampurkan langsung bersama material pozzolanik sebelum atau ketika air ditambahkan.
Proses tersebut membantu menjelaskan asal-usul dan karakteristik lime clasts yang ditemukan di dalam mortar.
Fragmen kaya kalsium itu kemudian menjadi bagian penting dalam penelitian mengenai kemampuan autogenous self-healing pada beton Romawi.
Bagaimana Beton Romawi Bisa “Memperbaiki” Retakan?
Mekanisme yang diajukan peneliti berkaitan dengan interaksi antara air dan lime clasts.
Ketika retakan mencapai lime clast dan air masuk melalui retakan serta jaringan pori, material kaya kalsium di dalam fragmen tersebut akan larut.
Kalsium yang terlarut kemudian dapat bergerak melalui jaringan pori dan retakan.
Dalam kondisi tertentu, kalsium tersebut dapat mengalami reaksi dan rekristalisasi sehingga menghasilkan mineral baru yang mengisi sebagian ruang pada retakan.
Salah satu mineral yang dapat terbentuk dalam proses tersebut adalah calcite, yaitu bentuk kristalin kalsium karbonat.
Mekanisme inilah yang menjadi dasar penggunaan istilah self-healing pada beton Romawi.
Dalam istilah ilmiah, proses tersebut berkaitan dengan autogenous self-healing, yaitu pengisian kembali kerusakan menggunakan material yang sudah terdapat di dalam sistem beton.
Apakah Beton Romawi Benar-Benar Bisa Menutup Retakan?
Penelitian 2023 juga menguji mekanisme tersebut menggunakan beton modern yang dibuat berdasarkan karakteristik material Romawi.
Sampel beton modern dibuat dengan retakan berukuran sekitar 0,5 ± 0,1 milimeter.
Sampel tersebut kemudian dialiri air selama 30 hari.
Pada sampel yang mengandung lime clasts, aliran air melalui retakan berhenti setelah periode pengujian.
Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa retakan tersebut telah terisi mineral yang diidentifikasi sebagai calcite.
Eksperimen ini penting untuk memahami mekanisme self-healing yang diajukan peneliti.
Apa yang Ditemukan di Pompeii pada 2025?
Penelitian mengenai beton Romawi dari situs konstruksi di Regio IX, Pompeii, memberikan bukti baru yang dipublikasikan pada 2025.
Lokasi tersebut menyimpan material konstruksi yang berkaitan dengan pekerjaan pembangunan sebelum letusan Gunung Vesuvius pada 79 Masehi.
Peneliti dapat memeriksa dinding yang sudah dibangun, bagian dinding yang masih dalam proses pengerjaan, serta tumpukan bahan mentah yang berada di lokasi.
Analisis terhadap material tersebut menunjukkan quicklime telah dicampurkan dengan pozzolana dalam keadaan kering sebelum air ditambahkan.
Temuan tersebut memberikan bukti arkeologis mengenai tahapan pencampuran material dan mendukung interpretasi tentang penggunaan teknik hot mixing yang sebelumnya diajukan berdasarkan analisis mikrostruktur beton kuno dan eksperimen laboratorium.
Apakah Semua Beton Romawi Menggunakan Hot Mixing?
Temuan dari Pompeii tidak menunjukkan bahwa seluruh beton Romawi dibuat menggunakan teknik hot mixing.
Penelitian tersebut menemukan bukti penggunaan quicklime dan slaked lime dalam konteks yang berbeda.
Beberapa material juga menunjukkan penggunaan slaked lime dalam pekerjaan tertentu, termasuk material yang berkaitan dengan perbaikan dan lapisan finishing.
Karena itu, teknik pembuatan beton dan mortar Romawi dapat memiliki variasi sesuai jenis pekerjaan dan material yang digunakan. [BP]
Kalau kamu tertarik membaca lebih banyak artikel sejarah, sains, dan pengetahuan menarik lainnya, follow channel WhatsApp Koran Suluh Indonesia.
https://whatsapp.com/channel/0029VbByPYj3WHTNpxLmO93I
