Pemahaman tentang Beton

 Pemahaman tentang Beton  

Beton benar-benar telah membuka jalan bagi peradaban selama 5000 tahun terakhir, menelusuri akarnya berasal dari Orang Mesir kuno. Dengan biaya sekitar satu sen per pon, beton ada di mana-mana saat ini (digunakan di rumah-rumah, pabrik, jalan, bendungan, menara pendingin, pipa, gedung pencakar langit, dan tak terhitung tempat lain). Di Amerika Serikat saja ada sekitar $ 6 triliun struktur bangunan berbasis beton. 

Kebanyakan beton dibuat dari semen Portland, dipatenkan 1824 oleh seorang tukang batu Inggris bernama J. Aspdin dan dinamakan demikian karena membentuk produk yang menyerupai batu kapur alami  Isle of Portland di Inggris. Semen Portland adalah bubuk mengandung campuran silikat kalsium [Ca2SiO4 (26%) dan Ca3SiO5 (51%)], kalsium aluminat [Ca3Al2O6 (11%)], dan aluminat besi kalsium [Ca4Al2Fe2O10 (1%)]. Semen Portland terbuat dari campuran batu kapur, pasir, serpih/shale, tanah liat, dan gipsum. Ketika semen dicampur dengan pasir, kerikil, dan air, berubah menjadi substansi berlumpur yang akhirnya mengeras menjadi beton  yang ditemukan begitu banyak kegunaan di dunia kita. Pengerasan beton terjadi tidak melalui pengeringan tetapi melalui hidrasi. Bahan menjadi kering dan keras selama air diserap oleh kompleks silikat dalam beton meskipun banyak detail dari proses ini yang belum dipahami, senyawa “perekat” utama yang mengikat komponen beton secara kuat adalah kalsium silikat hidrat (membentuk jaringan tiga dimensi yang sangat bertanggung jawab atas kekuatan beton). 

Ketika baru dibuat, beton berisi kantong udara dan air yang tersebar yang membuatnya keropos dan rentan rusak. Walaupun hal ini dapat memberikan keuntungan pada beton, akan tetapi kantong udara/air juga dapat menyebabkan beton retak dan kualitasnya memburuk seiring berjalanya waktu. 

Banyak penelitian sekarang sedang dilakukan untuk memperbaiki daya tahan beton. Sebagian besar upaya ini diarahkan menurunkan porositas beton dan membuatnya kurang rapuh. Satu zat aditif yang ditujukan untuk memecahkan masalah ini terdiri dari molekul dengan rantai utama atom karbon dan mengikat gugus sulfat. Senyawa Ini disebut superplasticizers yang memungkinkan pembentukan beton menggunakan lebih sedikit air, dengan bahan kimia ini dapat menggandakan kekuatan beton selama 20 tahun. 

Peneliti juga telah menemukan bahwa sifat-sifat beton dapat ditingkatkan dengan menambahkan berbagai jenis serat, termasuk yang terbuat dari baja, kaca, dan serat berbasis polimer karbon. Salah satu jenis beton serat (disebut slurry infiltrated fiber concrete (SIFCON)) bersifat cukup tangguh untuk digunakan untuk membuat rudal silos dan dapat dibentuk menjadi menjadi berbagai bentuk kompleks (mungkin sangat berguna untuk struktur daerah rawan gempa.) 

Upaya lain untuk memperbaiki kekuatan beton dengan mengganti Semen Portland dengan pengikat lain seperti berbasis karbon polimer. Meskipun beton berbasis polimer ini akan terbakar dan kehilangan bentuknya pada suhu tinggi, akan tetapi beton ini lebih tahan terhadap efek air, asam, dan garam daripada yang dibuat dengan semen Portland. Terlepas dari kenyataan bahwa kebanyakan beton sekarang digunakan sangat mirip dengan yang digunakan oleh orang Romawi untuk membangun Pantheon.

John Mc Murry, General Chemistry, 4th Edition

Zhumdahl, Chemistry, 8th Edition