Pembuatan beton cerdik dengan penguatan serat karbon dan matriks campuran fly ash- semen yang mampu mendeteksi beban dinamis untuk aplikasi rigid pavement

Penelitian ini bertujuan untuk merekayasa teknologi beton cerdik (smart concrete) yang bisa mendeteksi beban ketika terjadi perubahan resistivitas terhadap perlakuan mekanik (tegangan/regangan) yang diberikan. Perubahan resistivitas tersebut akan dibandingkan dengan kekuatan beton yang dihasilkan. Untuk menghasilkan beton cerdik, pada tahun 2010 dilakukan serangkaian percobaan, antara lain 1) persiapan kegiatan meliputi penyediaan peralatan, pembuatan alat cetak, pembelian bahan, dan koordinasi; 2) pengembangan sistem baca yang mampu mendeteksi perubahan tekanan yang diberikan kepada beton cerdik menjadi bentuk data yang mudah dipahami. Sistem baca yang dikembangkan adalah mengubah sinyal perbedaan hambatan menjadi data seberapa berat beban yang melintasi beton cerdik; 3) pembuatan mortar yang bahannya terdiri atas material berupa agregat halus, semen, air, serat karbon, silica fume, dan fly ash. Selanjutnya, dilakukan pemeriksaan material untuk mengetahui karakteristik dari agregat halus yang dihasilkan. Campuran mortar yang digunakan adalah komposisi campuran normal, campuran silica fume, dan campuran fly ash. Selanjutnya, membuat benda uji, perawatan mortar, dan pengujian kuat tekan; 4) Membuat beton cerdik menggunakan variable persen berat serat karbon terhadap semen dalam beton cerdik, mengikuti standar umum pembuatan beton untuk konstruksi jalan; 5) pengujian beton dilakukan setelah didiamkan selama 28 hari. Tahun 2011 dilakukan pengujian kekuatan beton dengan beban statis dan dinamis. Analisis struktur serat Kevlar dan serat karbon tipe PAN (SEM-EDAX) dilakukan untuk memperoleh gambaran mengenai hasil pengujian. Disimpulkan bahwa penggunaan serat karbon tipe PAN dalam aplikasi pembuatan beton cerdik lebih baik dibandingkan degan serat karbon tipe Kevlar. Hal ini dapat dilihat dari hambatan pada serat karbon Kevlar masih berkisar 100-1000 Kn, sedangkan serat karbon tipe PAN berkisar 0,1-3 Kn. Penambahan serat karbon tipe PAN yang terbaik adalah pada penambahan serat karbon 0,4%. Pada hasil tersebut serat karbon tipe PAN pada tekanan antara 31,48 sampai 84,40 KN memberikan tren penurunan hambatan sesuai dengan karakteristik beton cerdik untuk aplikasi sensor berat pada sektor transportasi. Kekuatan beton semakin menurun dengan bertambahnya persentase serat karbon. Hasil resistivitas dengan serat karbon 1% paling optimal dan dengan konduktivitas tinggi menghasilkan sensitivitas terhadap perubahan tegangan/regangan paling efektif. Uji dinamis menunjukkan kelenturan dan kestabilan paling baik pada persen serat karbon 1%.