Para peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan Harvard University pada awal tahun 2023 berhasil mengungkap rahasia ketahanan beton Romawi yang telah kokoh selama lebih dari dua milenium, menunjuk pada mekanisme "self-healing" atau penyembuhan diri yang unik berkat penggunaan kalsium oksida (kapur tohor) secara tidak terduga dalam campuran awal. Penemuan ini menantang pemahaman sebelumnya tentang pembuatan beton Romawi dan membuka jalan bagi pengembangan material konstruksi modern yang lebih tahan lama dan berkelanjutan.
Selama berabad-abad, para insinyur dan sejarawan material telah mengagumi kekuatan abadi struktur Romawi seperti Pantheon dan dermaga laut yang bertahan dari terjangan ombak. Beton Romawi diketahui mengandung abu vulkanik pozzolanik, yang telah lama dianggap sebagai kunci ketahanan air dan kekuatannya. Namun, penelitian terbaru, yang dipublikasikan dalam jurnal Science Advances pada Januari 2023, mengungkapkan adanya "fragmen klastik kapur" berwarna putih terang yang sebelumnya dianggap sebagai tanda pencampuran yang buruk.
Para peneliti, termasuk profesor teknik sipil dan lingkungan Admir Masic dari MIT, menemukan bahwa fragmen kapur ini sebenarnya adalah bagian integral dari kemampuan beton untuk menyembuhkan retakannya secara mandiri. Alih-alih hanya menggunakan kapur mati (calcium hydroxide), bangsa Romawi secara sengaja atau tidak sengaja memasukkan kapur tohor (quicklime), kalsium oksida, ke dalam campuran. Ketika retakan kecil muncul di beton, air hujan yang masuk akan bereaksi dengan fragmen kapur tohor yang belum terhidrasi sepenuhnya di dalam matriks beton. Reaksi ini menghasilkan larutan kaya kalsium yang kemudian mengkristal menjadi kalsium karbonat, mengisi dan menyegel retakan secara efektif.
Proses "hot mixing" atau pencampuran panas yang dihasilkan oleh reaksi eksotermik kapur tohor dengan air juga diyakini berkontribusi pada stabilitas dan kekuatan beton Romawi. Suhu tinggi selama pencampuran memicu reaksi kimia yang tidak mungkin terjadi pada beton modern yang dicampur dingin, memungkinkan pembentukan senyawa yang lebih stabil dan kuat. Bukti arkeologis menunjukkan bahwa metode pencampuran ini digunakan secara luas, bahkan untuk pembangunan struktur monumental seperti Dermaga Trajan yang dibangun pada abad kedua Masehi.
Implikasi dari penemuan ini sangat signifikan bagi industri konstruksi modern, yang menghadapi tantangan besar terkait durabilitas dan emisi karbon. Produksi semen Portland, bahan utama beton modern, bertanggung jawab atas sekitar 8% emisi karbon global. Dengan mengadopsi prinsip "self-healing" dari beton Romawi, para peneliti dan insinyur dapat mengembangkan beton yang tidak hanya lebih tahan lama tetapi juga mengurangi kebutuhan akan perbaikan dan penggantian, sehingga memperpanjang umur bangunan dan infrastruktur. Masic dan timnya dilaporkan telah memulai upaya untuk mengkomersialkan formulasi beton modern yang terinspirasi Romawi, bertujuan untuk menciptakan produk yang dapat menyembuhkan retakannya sendiri dan mengurangi jejak karbon.
Kendala utama dalam mengadopsi teknologi ini adalah biaya dan kompleksitas dalam mereplikasi proses pencampuran panas skala besar. Namun, potensi penghematan biaya jangka panjang dari pengurangan pemeliharaan dan peningkatan masa pakai struktur, ditambah dengan manfaat lingkungan, menjadikan penelitian ini area krusial untuk inovasi material di masa depan. Pengembangan material konstruksi yang dapat menyembuhkan diri sendiri dapat secara fundamental mengubah cara kota-kota dibangun dan dirawat, menawarkan solusi terhadap isu-isu infrastruktur yang menua dan tekanan lingkungan.
