Perbedaan utama antara beton dan semen adalah bahwa beton adalah bahan komposit yang terbuat dari air, agregat, dan semen. Semen adalah bubuk yang sangat halus yang terbuat dari batu kapur dan mineral lainnya, yang menyerap air dan bertindak sebagai pengikat untuk menyatukan beton. Sementara semen adalah bahan konstruksi dengan sendirinya, beton tidak dapat dibuat tanpa semen. Kedua istilah ini sering salah digunakan secara bergantian, tetapi beton dan semen jelas merupakan produk yang terpisah.
Semen
Semen terbuat dari batu kapur, kalsium, silikon, besi, dan aluminium, di antara bahan-bahan lainnya. Campuran ini dipanaskan dalam tungku besar hingga sekitar 2,700 ° F (1,482 ° C) untuk membentuk produk yang dikenal sebagai klinker, yang secara kasar menyerupai kelereng. Ini digiling menjadi bubuk dan gipsum ditambahkan, menciptakan zat seperti tepung abu-abu yang dikenal sebagai semen. Ketika air ditambahkan ke semen, itu memicu proses kimia yang memungkinkannya mengeras.
Semen Portland
Ada banyak jenis semen yang berbeda, tetapi jenis yang paling umum digunakan dalam konstruksi adalah semen Portland. Joseph Aspdin dari Inggris mengembangkan bahan bangunan pada tahun 1700-an, ketika ia menemukan bahwa menambahkan tanah liat ke batu kapur dan memanaskan campuran memungkinkan campuran yang dihasilkan untuk diatur di mana saja. Semen portland adalah jenis semen hidrolik, yang berarti bahwa ketika air ditambahkan, ia memulai reaksi kimia yang tidak tergantung pada berapa banyak air yang ada. Hal ini memungkinkan semen mengeras di bawah air dan tetap kuat bahkan dalam kondisi basah. Berbagai jenis semen hidrolik terutama digunakan dalam beton dan mortar.
Beton
Beton, sebaliknya, adalah bahan pasangan bata yang menggunakan semen untuk mengikat batu pecah, batu, dan pasir, juga disebut agregat. Semen membuat dari 10% sampai 15% dari total massa beton; proporsi yang tepat bervariasi tergantung pada jenis beton yang dibuat. Agregat dan semen dicampur secara menyeluruh dengan air, yang memulai reaksi kimia yang menyebabkan semen mengeras dan mengeras. Sebelum itu terjadi, adukan beton dapat dituangkan ke dalam cetakan agar mengeras dalam bentuk tertentu, baik balok maupun pelat.
Lamanya waktu yang dibutuhkan beton untuk mengeras sebagian bergantung pada seberapa banyak gipsum yang ditambahkan ke dalam campuran. Kali ini dapat dipercepat dengan menambahkan kalsium klorida atau diperlambat dengan menambahkan gula. Senyawa ini bekerja dengan mempengaruhi perkembangan kristal pengerasan yang terbentuk sebagai set beton. Beton yang terkena kondisi pembekuan dan pencairan mungkin memiliki bahan kimia tambahan yang ditambahkan untuk membantu mencegah retak.
Rasio Beton dan Semen
Sifat-sifat beton sangat bergantung pada rasio agregat-semen-ke-air dalam campuran. Rasio air-semen adalah yang paling penting, karena terlalu sedikit air akan membuat campuran beton sulit untuk dikerjakan, sementara terlalu banyak akan melemahkan produk akhir. Rasio ini dihitung dengan persamaan berikut:
r = 8.33 qH2O / Wc
Dalam perhitungan ini, r adalah rasio, qH2O adalah jumlah air dalam galon AS, dan Wc adalah berat semen dalam pound. Rasio setidaknya 0.25 diperlukan untuk beton mengeras, sedangkan nilai 0.35 hingga 0.4 adalah tipikal untuk sebagian besar aplikasi.
Agregat juga penting, karena membentuk lebih dari 60% campuran beton — dan hingga 80% dalam beberapa kasus. Batuan yang lebih besar membutuhkan lebih sedikit beton, yang berarti lebih sedikit air yang dibutuhkan, dan produk akhir yang lebih kuat dapat dibuat. Agregat juga lebih murah daripada semen, sehingga persentase yang lebih tinggi dapat menurunkan biaya. Secara umum, agregat yang baik memiliki kombinasi batuan dengan berbagai ukuran, dengan rata-rata tertentu dan ukuran maksimum; batu-batu ini harus bersih dan tahan lama, serta tidak boleh mengandung tanah liat atau mineral lain yang dapat menyerap air.
Kandungan batuan yang tinggi dari beton membuatnya sangat tahan lama, dan sering digunakan di penghiasan kolam renang, gedung pencakar langit, kereta bawah tanah, dan tiang lampu, serta trotoar, jalan masuk, dan jalan. Bahan-bahan dalam beton dan semen termasuk yang paling melimpah di Bumi, dan keduanya dapat didaur ulang. Produksi semen memang membutuhkan sejumlah besar energi, bagaimanapun, karena suhu tinggi yang dibutuhkan dan industri telah dikritik karena kontribusinya terhadap emisi karbon dioksida.