I. SEJARAH SEMEN DAN BETON 1.1 Permulaan Penggunaan Sejak peradaban membangun dimulai, manusia mencari sejenis semen untuk mengikat batu-batuan menjadi massa yang terbentuk dan utuh. Belum diketahui siapa yang berusaha membuat beton untuk pertama kalinya. Namun yang jelas, baik semen dan beton, bukanlah penemuan secara tiba-tiba muncul begitu saja, tapi berkembang secara berangsur dari berbagai upaya trial & error selama beberapa abad.

Bangunan beton tertua ditemukan pada tahun 6500 SM di tepian Sungai Danube di Lepenski Vir, bekas Negara Yugoslavia. Dibuat dari campuran kapur merah, pasir dan kerikil lalu ditambahkan air. Beton tersebut kemudian dituang dan dipadatkan membentuk lantai, lantai ini menjadi dasar untuk gubuk dari sebuah desa para pemburu dan pengail dari jaman batu. Ada catatan bahwa bangsa Assyria dan Babilonia kuno telah menggunakan tanah liat sebagai semen pengikat. Bahkan ada kemungkinan bahwa pembakaran dengan api ditemukan untuk tujuan kapur menjadi gamping, yang memanas waktu dicampur dengan air, dan secara lambat menjadi kaku.

Sekitar tahun 3000 SM tersebut, orang Mesir kuno menggunakan tanah liat yang dikombinasikan dengan jerami untuk mengikat batu bata yang dikerngkan, dan membuahkan piramida-piramida Rameses yang terkenal. Mereka juga memakai kapur sebagai bahan pengikat pada bangunan piramida di Giza. Beberapa peneliti mengatakan sebagai beton kapur, sedangkan penulis lain mengatakan perekatnya dibentuk dari gamping (gypsum, kapur yang dibakar). Pada masa yang sama, bahan perekat digunakan untuk mengikat bamboo pada perahu dan Tembok Besar di Tiongkok Daratan.

Ilustrasi proses pengecoran beton yang paling dini terdapat pada mural di Thebes, dari tahun 1950 SM. Keterampilan membuat beton kemudian menyebar dari Mesir ke Laut Tengah (Mediterranean) bagian timur dan pada tahun 500 Sm digunakan di Yunani Kuno. Orang Yunani menggunakan komposisi dasar kapur untuk menutupi dinding dari bata yang tidak dibakar. Istana Croesus dan Attalus dibangun dengan cara ini, beton masa itu terdiri dari batu-batu besar yang diikat menjadi satu oleh mortar kapur dan pasir.

1.2 Ditemukannya Semen Alami Sekitar tahun 300 SM orang Romawi menyempurnakan perekat tersebut diatas. Mereka memakai gamping pada bangunan Koloseum, jaringan aquaduct dan berbagai struktur lainnya. Pada Abad ke 2 SM orang Romawi menggali bahan seperti pasir berwarna jambu dari sumber di Pozzuoli, dekat gunung Vesuvius Italia. Mereka menduga sebagai pasir sehingga dicampur dengan kapur. Ternyata campuran itu malah lebih kuat. Penemuan ini sangat berpengaruh pada bangunan dalam 400 tahun berikutnya karena material tersebut bukanlah pasir tetapi abu gunung berapi yang mengandung silica dan alumina yang kombinasinya secara kimiawi dengan kapur menghasilkan apa yang dikenal sebagai Semen Pozzolan. Salah satu bangunan besar yang menggunakan material ini adalah teater di Pompeii yang dibangun pada tahun 75 SM.

Beton jaman ini yang disebut Opus Caemen ticium, merupakan kombinasi mortar dan agregat (caementa). Agregatnya berukuran besar 5 – 15 cm Orang Rowami berusaha memberi tulangan pada bangunannya dengan strip dan batangan dari kuningan. Usaha ini kurang berhasil karena kuningan mempunyai kecepatan ekspansi thermal yang lebih tinggi dari beton sehingga menyebabkan retak dan terpecah. Beton bertulang yang sekarang yang kita pakai menggunakan baja tulangan karena mempunyai koefisien ekspansi dan kontraksi yang sama dengan beton sehingga peningkatan dan penurunan temperature pada beton dan baja terjadi regangan yang hampir sama.

Karena gagal menggunakan kuningan, orang Romawi membuat desain bangunan mereka untuk menahan beban dalam tegangan tekan, dan ini menghasilkan struktur dengan dinding tebal, terkadang bias lebih dari 8 meter. Hal ini mendorong dikembangkannya beton ringan. Pertama dicoba meringankan beton dengan menuangkan tempayan tanah liat ke dalam dinding. Kemudian diikuti oleh batu apung yang dihancurkan sebagai agregat. Sekitar tahun 200 SM, beton ringan dipakai pada beberapa lengkungan pada bangunan Coloseum dan juga pada kubah bangunan Pantheon di Roma yang bertahan sampai saat ini. Kubah Pantheon berdiameter 43,2 m yang terbesar di dunia.

Keberhasilan bangunan tersebut disebabkan 3 hal : Pondasi beton yang berbentuk cincin yang kokoh, yang lebarnya 10,3 m dan tebalnya 4,5 m. Kualiat mortar yang baik Pilihan yang teliti dari seluruh bahan bangunan

1.3 Mulai Dibuatnya Semen Artifisial Meskipun penggunaan material semen sudah cukup lama, namun sedikit yang diketahui tentang susunan kimiawi semen dan tidak ada perkembangan yang berarti sampai tahun 1756. Pada tahun itu John Smeaton ditugaskan untuk membangun mercusuar yang ketiga di Eddystone, Cornwall di Selat Inggris, dua mercusuar sebelumnya dibuat dengan kayu. Yang satu terbakar dan satu lagi terbang tertiup topan. Smeaton sadar solusi satu2nya yang praktis adalah membangun dengan blok-blok batu, masalahnya bagaimana mengikatkan menjadi satu. Semen yang tersedia lemah dan lama mengerasnya. Struktur akan senantiasa diterpa air laut sehingga semen tersapu sebelum mengeras.

Smeaton menyelidiki berbagai mortar dari seluruh negeri Smeaton menyelidiki berbagai mortar dari seluruh negeri. Mortar kapur akan akan mengeras dalam air jika batu kapurnya mengandung tanah liat. Akhirnya dia menemukan suatu campuran kapur dan tanah liat yang akan mengeras bila dibakar. Dia menemukan bahwa batu kapur abu-abu menghasilkan mortar yang lebih kuat daripada batu kapur putih dan memiliki sifat hidraulis. Penemuan ini memacu penyempurnaan semen dan struktur pasangan bata. Smeaton membangun mercu suar Eddystone tahun 1759. Bangunan tersebut berdiri selama 126 tahun. Smeaton menulis penemuannya pada sebuah buku yang kemudian satu salinannya pada tahun 1813 sempat dibeli tokoh berikutnya Joseph Aspdin. Pemakaian beton terus berlanjut dan jembatan beton tak bertulang pertama dibangun di Soullac Perancis pada tahun 1816.

Pada tahun 1824 hampir 70 tahun kemudian setelah Smeaton tukang batu Joseph Aspdin mengajukan hak paten di Inggris untuk pembuatan semen artifisial yang pertama dengan membakar campuran kapur dan tanah liat di tungku dapur rumahnya kemudian menggilingnya menjadi bubuk halus, bubuk ini disebut Semen Portland. Disebut demikian merupakan istilah generik karena warnanya yang kelabu dan kekuatan menyerupai semen alami berasal dari Pulau Portland di Inggris. Josep Apsdin membangun pabrik semen di Wakefield pada tahun 1828 dipakai untuk membangun terowongan pada Sungai Thames.

Sementara ilmuwan Eropa lainnya juga menangani semen Louis Vicaat dari Perancis misalnya menyiapkan kapur hidraulis buatan dengan kalsinasi campuran batu kapur dan tanah liat. Vicaat menganalisis kualitas semen menyempurnakan semen dan mengembangkan teori baru tentang hidrolisis dan pembuatan klinker. Baru 20 tahun kemudian J.D.White membangun pabrik semen Portland di Kent yang kemudian berkembang pesat di Inggris, juga di Belgia dan Jerman. Semen Portland mulai digunakan untuk membangun sistem selokan di London pada tahun 1859 sampai 1867. Baru tahun 1880 Ransome membuat kiln bersambung yang pertama sehingga biaya pembuatan semen portland menjadi semakin murah.

Terima Kasih