Dalam catatan blog ini, kita akan melihat perkembangan konkrit dari asal-usulnya hingga ke hari ini, dan mempelajari tentang evolusi teknologi dan kepentingan konkrit bertetulang dan konkrit prategasan.
Sangat sukar untuk mencari tempat di bumi yang belum disentuh oleh konkrit. Kehadiran atau ketiadaan konkrit malah boleh digunakan untuk menentukan sama ada tamadun moden telah tiba di sesuatu tempat. Konkrit boleh didapati di mana-mana, termasuk rumah, jambatan, jalan raya, bangunan, dan empangan. Kami sering melihat bahan ini sebagai produk siap berwarna kelabu, pepejal, tetapi tidak mudah untuk memahami bahan dan proses yang terlibat dalam penciptaannya. Dengan melihat di mana dan dalam bentuk apa konkrit berasal pada masa lalu dan bagaimana ia telah berkembang melalui pelbagai proses untuk menjadi seperti sekarang, kita dapat melihat bahawa konkrit telah menjadi sebahagian daripada sejarah manusia di seluruh dunia dari zaman dahulu hingga kini. Tetapi pertama, mari kita ketahui apa sebenarnya konkrit.
Konkrit adalah campuran simen, pasir, kerikil, dan agregat lain yang dicampur dengan air. Dalam erti kata lain, untuk memahami konkrit, anda mesti terlebih dahulu memahami simen. Simen ialah agen pengikat yang digunakan dalam pembinaan dan kejuruteraan awam untuk mengikat bahan bersama. Dalam erti kata yang luas, gam, ikatan, dan juga pateri boleh dianggap sebagai simen, tetapi secara amnya, ia merujuk kepada agen pengikat bukan organik yang digunakan dalam kejuruteraan awam dan pembinaan. Simen menghubungkan bahan, jadi peranannya dalam konkrit adalah untuk mengikat agregat bersama-sama menjadi satu jisim. Jawapan mengapa simen bertindak sebagai pengikat terletak pada tindak balas penghidratan. Penghidratan adalah tindak balas kimia antara simen dan air yang pada mulanya menyebabkan struktur mineral baru terbentuk, diikuti dengan pengerasan dan perkembangan kekuatan. Secara mudah, simen dan air bercampur untuk membentuk bahan baru yang mengeras. Haba yang dihasilkan oleh tindak balas ini boleh menyebabkan keretakan pada konkrit.
Jadi, adakah konkrit dan simen telah bersatu sejak awal? Apakah rupa konkrit pada zaman awalnya? Menelusuri asal-usul konkrit, kita dapati perkataan Latin concretus, yang bermaksud "pepejal," dan Rom kuno, di mana perkataan itu berasal. Orang Rom mencampur pasir dan air dengan kapur untuk membuat mortar kapur, yang merupakan permulaan konkrit. Walau bagaimanapun, mortar kapur mempunyai kecenderungan mudah hancur apabila lembapan tersejat. Kemudian, pozzolana, iaitu abu gunung berapi yang dicampur dengan mortar kapur, digunakan. Ini mempunyai sifat pengerasan yang baik apabila dicampur dengan air dan digunakan dalam pelbagai struktur semasa era Rom, seperti jalan raya, dinding istana, laluan air, rumah, dan istana. Khususnya, jika anda melihat kubah Pantheon, anda boleh melihat kesan acuan dan agregat di dalamnya, yang boleh dianggap sebagai asal konkrit. Konkrit mula berkembang dengan sungguh-sungguh pada abad ke-18 apabila arkitek British John Smeton mencipta kapur hidraulik dengan memanaskan batu kapur yang mengandungi tanah liat.
Kemudian, pada tahun 1824, arkitek British Joseph Aspdin membakar tanah liat dan batu kapur bersama-sama untuk mencipta simen tiruan yang pertama. Setiap kali simen ini dibuat, campuran tersebut menjadi terlalu panas dan membentuk ketulan keras, yang pada mulanya dibuang sebagai tidak berguna. Walau bagaimanapun, pada tahun 1845, Isaac Johnson mendapati bahawa pengisaran ketulan ini menghasilkan simen yang lebih berkualiti. Ini adalah simen Portland yang digunakan hari ini. Tiga kelebihan—proses pembuatan yang mudah, kualiti yang sangat baik dan bahan mentah yang mudah didapati—menyebarkan simen ini dengan cepat ke seluruh dunia, dan konkrit yang diperbuat daripadanya menjadi bahan binaan utama.
Konkrit ialah bahan yang kuat terhadap tekanan tetapi lemah terhadap daya tegangan, yang merupakan kecacatan yang membawa maut. Besi digunakan untuk mengimbangi kelemahan ini. Besi kuat terhadap kedua-dua mampatan dan ketegangan. Pertimbangkan blok konkrit panjang yang digunakan sebagai rasuk yang membengkok ke bawah di tengah. Bahagian atas rasuk konkrit akan dapat menahan tekanan, tetapi bahagian bawah mungkin retak disebabkan oleh daya tegangan. Untuk mengimbangi ini, batang besi dimasukkan ke bahagian bawah. Pada tahun 1867, tukang kebun Perancis Joseph Monier memperoleh paten untuk pasu bunga konkrit yang diperkuat dengan jaringan besi dan terus menggunakan konkrit bertetulang untuk gerbang jambatan, tangga, dan landasan kereta api. Kemudian, pada tahun 1887, Koen dan Weiss dari Jerman mensistematisasikan teori struktur konkrit bertetulang, dan konkrit bertetulang menjadi tunjang utama dunia seni bina dan penggerak di sebalik kemunculan bangunan pencakar langit.
Walaupun selepas penciptaan konkrit bertetulang, keretakan mudah terbentuk dalam bangunan kerana kekuatan tegangan konkrit yang lemah. Ini dipercepatkan lagi oleh berat bangunan, dan air hujan akan masuk melalui retakan, menyebabkan lembapan dan garam bersentuhan dengan bar keluli, menyebabkan kakisan. Ketahanan bangunan kekal menjadi isu. Konkrit prategasan dicipta untuk menyelesaikan masalah ini. Seperti namanya, ia melibatkan penggunaan tekanan, atau paksaan, terlebih dahulu. Dengan mengenakan tekanan semasa proses pembuatan sebelum bangunan terpaksa menanggung sebarang beban, masalah asas keretakan konkrit telah diselesaikan. Ini digunakan secara meluas dalam proses pembinaan semula pasca Perang Dunia II dan menjadi meluas. Di samping itu, konkrit campuran siap dicipta, yang sangat meningkatkan kecekapan dan penggunaan. Simen ini, yang dikenali sebagai "bancuhan sedia" ringkasnya, adalah konkrit homogen yang dihantar dalam keadaan tidak mengeras, seperti namanya, sangat mengurangkan masa pembinaan. Ini dimungkinkan oleh ciptaan pengadun trak.
Pembangunan konkrit berterusan sehingga hari ini. Sebagai tambahan kepada tetulang keluli, konkrit khas yang mengandungi gentian karbon termaju digunakan untuk turapan jalan dan landasan, dan di Jepun, konkrit aliran ultra tinggi telah dibangunkan untuk tangki LNG. Malah konkrit lut sinar telah dipasang di Muzium Bangunan Negara di Washington, DC, dan konkrit yang berongga 30%, membolehkan air diserap dan tumbuh-tumbuhan, juga telah dibangunkan. Sifatnya yang menyerap air menjadikannya berguna untuk pencegahan banjir, dan ia juga boleh digunakan sebagai bahan kalis bunyi dan penebat haba yang sangat baik berkat poket udaranya. Dengan ketumpatan rendah dan kekuatan tinggi, konkrit kini digunakan untuk membina bangunan pencakar langit yang boleh menahan gempa bumi, dan ia terus melebihi jangkaan setiap hari.
