DIAGNOSIS KESEHATAN BETON DENGAN TEKNOLOGI UJI TAK MERUSAK

Rilya Rumbayan, Politeknik Negeri Manado, 2014.

“Diagnosis kesehatan beton adalah mengidentifikasi sifat-sifat penyakit pada beton atau membedakan satu penyakit dari yang lainnya pada beton. Diagnosis dapat dilakukan melalui pemeriksaan fisik, tes laboratorium, dan dapat dibantu oleh program komputer.  Teknologi uji tak merusak merupakan satu tool yang berkembang pesat saat ini untuk diagnosis kesehatan beton.”

           Pada milenium ketiga ini ada tiga bahan struktur bangunan yang utama, yaitu beton, baja dan kayu.  Dari ketiganya, yang paling banyak dijumpai adalah beton, mulai dari bahan untuk pembuatan pipa, pondasi, bendungan, jembatan, sampai gedung pecakar langit.

          Beton bertulang umumnya digunakan sebagai bahan konstruksi untuk struktur bangunan.  Salah satu mekanisme kerusakan yang paling signifikan dalam beton bertulang adalah korosi tulangan baja, yang mengakibatkan kerusakan di bawah permukaan beton.  Pada saat tulangan baja mengalami korosi, akan ada perubahan volume yang menyebabkan terjadinya tegangan tarik pada beton sekitarnya.  Tegangan tarik ini mengakibatkan retakan di bawah permukaan beton (selimut beton) maupun di lokasi dekat tulangan itu sendiri.  Retak di bawah permukaan beton ini biasanya disebut sebagai delaminations.  Proses kerusakan ini dapat berlanjut sehingga mengakibatkan spalling pada beton, dimana lapisan permukaan beton terlepas dari elemen struktur utamanya. 

          Penyakit-penyakit pada beton in (retak, delamination dan spalling) yang terjadi akibat dari korosi tulangan baja di beton dapat mempengarui integritas struktur beton dan menyebabkan kerusakan yang lebih lanjut.  Deteksi awal terhadap jenis penyakit-penyakit ini menjadi sangat penting untuk mengidentifikasi kebutuhan perbaikan dan pemeliharaaan kesehatan struktur beton itu sendiri.  Tulisan ini bertujuan untuk menginformasikan secara singkat hasil penelitian teknologi uji tak merusak untuk mengdiagnosis kerusakan pada beton. 

          Metode yang paling umum digunakan untuk mengidentifikasi kerusakan di bawah permukaan beton dapat diklasifikasikan dalam 2 kelompok yaitu: metode konvensional dan metode uji tak merusak (Non Destructive Inspection, NDI).  Metode konvensional diantaranya adalah metode kekerasan permukaan (Schmidt rebound hammer) dan metode pemboran inti (Drilled cores). 

          Metode kekerasan permukaan merupakan cara yang paling sederhana, ringan dan mudah dilakukan, yaitu dengan menekan permukaan beton dengan hammerdibeberapa titik pengamatan.  Jarak pantulan suatu massa terkalibrasi yang mengenai permukaan beton-uji digunakan sebagai kriteria kekerasan beton.  Kemudian kekerasan beton ini dihubungkan dengan kuat tekan beton normal, sehingga apabila kekerasan beton tidak relevan dengan kekuatan tekan beton normal, maka hasil pengujian dengan alat ini perlu dilakukan kalibrasi tersendiri. 

          Metode pemboran inti merupakan pengujian dengan pengambilan sample melalui pemboran inti beton berdiameter 10 cm yang selanjutnya dibawa ke laboratorium untuk dilakukan test kuat tekan dan kuat tarik.  Agar pengambilan sample dengan metode pemboran inti tidak memotong tulangan dalam beton, biasanya digunakan bar detector untuk menentukan posisi tulangan.  Kedua metode konvensional ini memerlukan akses langsung ke permukaan beton yang akan diperiksa, bersifat subjektif, dan relatif tidak akurat.

          Metode uji tak merusak didefinisikan sebagai metode pengujian untuk menguji suatu objek, material atau system tanpa menimbulkan kerusakan atau mempengaruhi kegunaannya setelah dilakukan pengujian.  Teknik ini semakin sering dipertimbangkan untuk mengdiagnosis kerusakan pada struktur beton karena keunggulannya dibandingkan dengan metode konvensional.  Beberapa teknologi uji tak merusak yang berkembang pesat saat ini adalah Ultrasonic Pulse Velocity(UPV), Impact Echo (IE), Ground Penetrating Radar (GPR) dan Infrared (IR) Thermography.  Penjelasan terperinci tentang prinsip dasar, instrumentasi yang digunakan, teknik analisis data, dan keunggulan serta keterbatasan teknologi-teknologi tersebut dalam aplikasinya pada stuktur beton tersedia lengkap pada dokumenAmerican Concrete Institute (ACI) Report 228.2R-98..

          Teknologi Infrared (IR) Thermography adalah satu-satunya metode yang tidak memerlukan akses langsung ke permukaan yang akan diperiksa.  Teknologi ini dapat memeriksa target dari jarak yang relative jauh (sampai dengan jarak 30 meter) jika menggunakan lensa optik yang tepat. 

          IR Thermography bekerja berdasarkan dua prinsip dasar yaitu: (1) semua permukaan suatu objek akan memancarkan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik, dan (2) kerusakan di bawah permukaan beton mempengaruhi sistem perpindahan panas pada struktur beton.  Teknologi ini memanfaatkan energi panas yang dipancarkan oleh permukaan suatu benda untuk mengkarakterisasi kondisi di bawah permukaannya.  Penyakit di bawah permukaan beton, seperti retakan,delaminations dan spalling mempengaruhi laju perpindahan panas melalui ketebalan beton dan karenanya menghasilkan perbedaan temperatur pada permukaan beton, dibandingkan dengan temperatur pada daerah yang sehat. Temperatur permukaan beton-uji diperoleh dari kamera termografi dalam bentuk gambar real time, yang selanjutnya datanya dianalisis untuk mengdiagnosis kerusakan di bawah permukaan beton-uji.

          Teknologi IR Thermographic merupakan alat praktis untuk mendiagnosis kerusakan di bawah permukaan beton dari jarak relative jauh dan tanpa memerlukan akses langsung ke permukaan beton-uji seperti yang telah disebutkan sebelumnya.  Namun, efektivitas teknologi ini sangat tergantung pada kondisi lingkungan pada sebelum dan saat pengujian dilakukan.  

          Hasil pengujian di lapangan bervariasi sesuai dengan parameter kondisi lingkungan disekitar beton-uji, seperti radiasi panas dari matahari, temperatur udara, kecepatan angin, dan curah hujan.  Selain itu, hasil pengujian di laboratorium pada beton-uji yang disiapkan bervariasi sesuai dengan karakteristik kerusakan di bawah permukaan beton (yaitu kedalaman dan ketebalan kerusakan).  Analisis korelasi hasil pengujian di lapangan dan hasil pengujian di laboratorium dibandingkan untuk tujuan verifikasi. 

          Seiring dengan berkembangnya teknologi komputer, maka dapat mengubah sifat pengujian dari secara fisik menjadi pemodelan dengan komputer yang lebih cepat dan akurat.  Keandalan teknologi IR Thermography diuji dengan pemodelan secara numerikal menggunakan komersial software dengan memasukkan data-data seperti yang terekam dalam pengujian di lapangan.  Hasil pemodelan kemudian dikorelasikan dengan hasil pengujian di lapangan dan pengujian di laboratorium dengan perbandingan langsung. 

          Luaran penelitian ini telah memberikan kontribusi dalam penyusunan pedoman dan standart untuk pemeriksaan terhadap kerusakan struktur beton dengan menggunakan teknologi IR thermographic.

          Dibalik peluang potensi pengembangan teknologi uji tak merusak untuk mengdiagnosis penyakit dalam pada struktur beton tentunya terdapat tantangan.  Salah satu kendala pengembangan teknologi ini adalah biaya investasi yang relative besar untuk pembelian alat uji tak merusak, termasuk program software komputer yang mempermudah analisis data hasil pengujian.  Selain itu, ketersediaan sumber daya manusia yang berkompeten di bidang teknologi tak merusak pada beton masih relative terbatas.  Solusi yang dapat diberikan dalam kendala pengembangan teknologi uji tak merusak ini diantaranya melalui :

1.     Pengembangan kerjasama riset perguruan tinggi dengan lembaga-lembaga penelitian yang terkait, diantaranya seperti Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) dan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI).

2.     Pengembangan kerjasama dengan pihak mitra industri konstruksi dengan menawarkan jasa pengujian struktur beton dengan menggunakan teknologi uji tak merusak.

3.     Pengembangan kerjasama dengan asosiasi yang terkait, dalam hal ini Asosiasi Uji Tak Rusak Indonesia (AUTRI).

4.     Pengadaan pelatihan, workshop dan training yang terkait dengan penggunaan teknologi uji tak rusak pada struktur beton.

          Secara umum beton adalah material yang paling banyak dipakai dalam struktur bangunan, sehingga diperlukan penelitian yang berkesinambungan untuk mendapatkan beton yang mempunyai ketahanan yang tinggi selama jangka waktu yang direncanakan.  Penelitian teknologi uji tak merusak pada struktur beton masih memberi ruang luas untuk dikaji dan dikembangkan sehingga dapat memberikan manfaat langsung bagi industri konstruksi dan masyarakat.  Arah penelitian teknologi uji tak rusak antara lain adalah:

1.     Penerapan teknologi uji tak merusak dalam menunjang infrastuktur yang berkelanjutan (sustainability infrastructure).

2.     Investigasi kelayakan struktur beton dengan menggunakan teknologi uji tak merusak pada bangunan pasca gempa dan pasca banjir (dalam rangka mitigasi bencana), serta pasca kebakaran.

3.     Investigasi keakuratan dan keandalan teknologi uji tak merusak untuk stuktur beton.

Sumber:

Penulis Rilva Rumbayan

http://jikti.bakti.or.id/updates/diagnosis-kesehatan-beton-dengan-teknologi-uji-tak-merusak