Menonton Semen Kering
Ketika dia pertama kali mendengar seorang rekan berbicara tentang penelitian semen, Ronald Berliner, seorang fisikawan nuklir di Universitas Missouri-Columbia, berkata, saya menyadari dengan ngeri bahwa saya tidak tahu apa itu semen. Empat tahun kemudian, Berliner tahu banyak tentang semen; sebenarnya, dia mendorong keluar batas dari apa yang kita ketahui tentang zat yang ada di mana-mana tetapi sedikit dipahami ini, yang sangat penting dalam membuat beton-bahan industri paling umum di dunia.
Semen adalah campuran yang kompleks; Semen Portland (jenis yang biasa digunakan untuk bangunan) dibuat terutama dari silikat dan aluminat, dengan taburan natrium, kalium, belerang, besi, dan magnesium. Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa bahan-bahan tersebut bergabung dengan air untuk membentuk hidrat, yang mengikat pasir dan batu menjadi beton. Namun pemahaman kimia yang ketat tentang proses ini terbukti sulit dipahami, karena sebagian besar metode analitik tidak bekerja pada semen basah.
Kisah ini adalah bagian dari edisi Mei 1998 kami
- Lihat sisa masalah
- Langganan
Yang paling misterius adalah fase tidak aktif selama 6 hingga 8 jam antara periode singkat awal reaksi cepat, ketika air pertama kali ditambahkan ke campuran beton, dan periode pengerasan cepat selanjutnya. Berliner menggunakan hamburan neutron kuasielastik untuk membidik aspek kunci dari fase tidak aktif: reaksi trikalsium silikat (senyawa dominan dalam campuran semen) dengan air. Karyanya mengungkapkan bahwa ketika air ditambahkan ke semen, kerak terbentuk di sekitar setiap butir semen. Setelah itu, molekul air membutuhkan waktu lebih lama dan lebih lama untuk berdifusi ke semen kering di dalamnya. Proses difusi yang lambat itu menyebabkan fase dorman yang misterius.
Berliner berharap bahwa mengetahui dengan tepat bagaimana trikalsium silikat dan molekul air bergabung akan menghasilkan cara untuk mengoptimalkan reaksi, menghasilkan beton yang lebih kuat dan tahan lama. Dan bahkan perbaikan kecil dapat menghasilkan penghematan yang luar biasa, karena begitu banyak beton-350 juta metrik ton-dibuat setiap tahun di seluruh dunia.
Terlebih lagi, meningkatkan kekuatan beton dapat mengurangi volume yang dibutuhkan dalam struktur, yang akan menjadi kabar baik bagi lingkungan. Manufaktur semen adalah penyebab utama pemanasan global; diperkirakan 10 persen dari gas rumah kaca yang dihasilkan oleh aktivitas manusia terbentuk dalam produksi semen, yang juga menggunakan sekitar 3 persen dari kapasitas pembangkit listrik AS.
Berliner sekarang menggunakan teknik hamburan neutron untuk menyerang wabah beton yang menyebabkan kerusakan cepat di banyak jalan dan jembatan. Menemukan obatnya akan membuat menonton semen kering jauh lebih menarik daripada yang terlihat pada awalnya.
