Pengujian struktur

Pengujian struktur adalah evaluasi terhadap sebuah objek untuk menentukan kekuatan fisiknya sebelum diluncurkan dalam bentuk produk hingga menyesuaikan standar yang sudah ditetapkan. Pengujian ini meliputi evaluasi kekuatan tekanan, kekuatan geser, dan kekuatan tarik untuk mengetahui titik kegagalan dan keamanan objek tersebut. Seperti menguji radar penetrasi tanah atau sinar X.

Pengujian nondestruktif 
Pengujian nondestruktif atau Non Destructive Test (NDT) merupakan teknik pengujian material tanpa merusak benda ujinya. NDT mempunyai peran penting dalam struktur yang ada. Proses nondestruktif ini menggunakan radiasi elektromagnetik dalam pita gelombang mikro (frekuensi UHF / VHF) dari spektrum frekuensi radio untuk merekam sinyal yang dipantulkan dari struktur bawah tanah. Penggunaan NDT sangat mengurangi kebutuhan untuk memaparkan struktur yang tertanam pada penyelidikan. Teknik investigasi mempunyai solusi yang praktis, efisien, dan hemat biaya.

Teknologi dan produk berkembang pesat di banyak industri. Teknologi Informasi (TI) dan industri otomotif adalah salah satu contoh positif dari fenomena ini, dengan permintaan global yang tinggi mendorong ketersediaan sumber daya untuk penelitian dan pengembangan. Akibatnya, kemajuan dalam produk dan teknologi baru muncul dengan cepat. Namun, perkembangan alat uji NDT belum berkembang begitu cepat sejak awal. Penyebab telatnya alat uji NDT ini dikarenakan perusahaan yang tidak mengalokasikan anggaran untuk pembelian peralatan dan untuk menganalisis data. Tetapi selama 10 tahun terakhir, pengembangan alat uji NDT mencapai kemajuan yang signifikan memungkinkan untuk memeriksa beton secara akurat.

Radar penetrasi tanah 
Radar penetrasi tanah atau Ground Penetrating Radar (GPR) merupakan metode geofisika yang menggunakan radar untuk memetakan bawah permukaan. Ini adalah cara non-invasif untuk menelusuri bawah tanah untuk mengeksplorasi utilitas bawah tanah seperti beton, aspal, logam, pipa, kabel, dan batu. GPR dapat digunakan di berbagai media termasuk batu, tanah, es, air tawar, trotoar, dan struktur. Dalam kondisi yang tepat, praktisi dapat menggunakan GPR untuk mendeteksi objek bawah tanah, perubahan sifat material, dan rongga, dan retakan.

Dari akhir 1980-an hingga awal 1990-an, GPR adalah satu-satunya teknologi yang dapat memindai beton dan menyediakan data gambar untuk menemukan struktur. Idealnya, metode ini dikombinasikan dengan detektor logam dasar. Kombinasi kedua teknologi ini juga agak tidak dapat diandalkan dalam hal fungsionalitas dan kualitas keluaran data. Pada  1980-an dan 1990-an, penggunaan GPR tidak banyak dipakai sebagai teknik inspeksi arus utama.

Keadaan paling akurat diperoleh bila dikombinasikan dengan teknik pengujian lain seperti potensial setengah sel, resistansi polarisasi linier (LPR), higrometer, termografi inframerah, dan ultrasonik. Tidak ada teknologi yang dapat memberikan semua jawaban, terutama jika masalahnya adalah korosi pada beton bertulang.

Cara kerja 
Nadi elektromagnetik energi dikirim ke dalam struktur yang sedang diselidiki. Ketika nadi berubah dari satu jenis material ke material lainnya, kecepatan gelombang nadi berubah. Pergeseran kecepatan gelombang pada batas antara jenis material ini memantulkan energi kembali ke penerima dan memberikan rekaman antarmuka. Sistem ini menggunakan prinsip bahwa gelombang radio merambat pada kecepatan yang berbeda melalui bahan yang berbeda. Karena kecepatan bergantung pada karakteristik bahan listrik itu, perubahan perbedaan listrik ini dapat direkam oleh radar.

Kekuatan struktur beton 
Struktur yang diperkuat sebenarnya sangat stabil dan dapat memikul beban yang berat, seperti jembatan dan aula besar harus memiliki daya tahan yang tinggi. Namun, ada implikasi tertentu yang mengganggu stabilitas ini. Seperti truk dan pabrik harus menanggung beban mesin besar, lantai ruang dansa harus menahan ratusan atau ribuan orang yang melompat berirama pada saat yang bersamaan, dan cuaca juga yang dapat merusak bangunan.

Air, asam, karat, dan polusi 
Ketika air menembus struktur dan menyerang baja yang memberikan kekuatan pada beton, bahkan bisa berkarat lebih cepat dengan penambahan garam atau bahan kimia keras lainnya. Asam menyerang tidak hanya logam tetapi juga beton itu sendiri. Senyawa yang mengandung kapur dalam semen larut-beton keluar dan menjadi getas. Bahkan air hujan juga dapat menyebabkan hal ini. Apalagi jika betonnya kasar yang memiliki retakan di permukaan, dan diresapi air.

Tekanan fisik yang ekstrim yang menyebabkan struktur beton runtuh juga merupakan bahaya besar. Ini bisa berupa getaran, bongkahan besar yang disebabkan salju di atap, gunung es, atau getaran berulang dari truk di jembatan.

Inspeksi visual 
Selama inspeksi, para insinyur pertama-tama memeriksa bangunan dari luar: Apakah ada tanda air yang jelas? Memiliki stalaktit yang terbentuk di bawah gedung? Itu artinya air sudah lama menembus beton dan menghanyutkan kapur. Apakah ada pengelupasan beton? Apakah ada baja yang terlihat berkarat? Apakah permukaan ditutupi dengan alga atau lumut?

Para insinyur perlu tahu di mana penguatannya berada. Selanjutnya, alat pengukur induksi magnetik digunakan. Mirip dengan detektor logam yang digunakan oleh penggemar swakarya untuk mencari kabel dan pipa di dinding dan detektor logam yang digunakan pemburu harta karun untuk menemukan koin lama. Alat ini dapat mendeteksi logam sedalam 10 sentimeter di dalam beton. Baja yang lebih dalam juga dapat ditemukan dengan unit radar dan juga dapat mendeteksi akumulasi air.

Sampel dari gedung 
Para insinyur perlu tahu di mana penguatannya berada sebelum mengebor inti sebagai sampel. Mereka tidak ingin memukul baja selama pengeboran. Inti bor nantinya dapat diuji patah dan kuat tekannya di laboratorium.

Keadaan korosi baja dalam sebuah bangunan dapat diperkirakan tidak secara non-destruktif. Untuk tujuan ini, metode pengukuran bidang potensial digunakan. Hal ini didasarkan pada fakta bahwa kawat baja lapis baja berperilaku seperti baterai jika menimbulkan korosi, misalnya dengan menembus air garam.

Salah satu bagian penguat secara otomatis menjadi anoda dan bagian lainnya menjadi katoda. Seorang insinyur dapat mengukur medan listrik dengan menempatkan alat pengukur di atas lantai beton dan memindahkannya ke seluruh permukaan. Di mana potensi anodik yang kuat menjadi terlihat, tulangan cenderung menimbulkan korosi jauh di dalam beton. Para insinyur kemudian perlu menyelidiki poin-poin ini secara lebih rinci.

Untuk tujuan ini, mereka juga dapat membuka beton dan memeriksa baja secara percobaan atau melepasnya. Namun, ini hanya mungkin jika insinyur struktur memastikan bahwa stabilitas bangunan tidak terganggu oleh pembongkaran. Potongan-potongan ini, panjangnya sekitar 35 sentimeter, dikirim ke laboratorium. Para pakar kemudian menentukan berapa banyak traksi yang bisa ditahan sebelum robek. Misalnya, dapat ditentukan apakah logam sudah menjadi tidak stabil karena retakan garis rambut.

Tegangan listrik 
Bahan baja tulangan memempunyai peran yang sangat penting dalam struktur beton prategang. Kabel tegangan memastikan bahwa bagian jembatan yang panjang tetap stabil. Para insinyur menggunakan prosedur serupa untuk mengetahui apakah kabel tegangan tersebut rusak. Mengambil keuntungan dari fakta bahwa setiap kawat bertindak seperti magnet batangan, medan magnet diukur dengan perangkat yang bergerak di permukaan. Ketika medan magnet berakhir dan medan magnet baru dengan arah yang berlawanan baja akan pecah.

Palu di dinding 
Metode yang paling universal dengan mengukur tekanan beton dengan menggunakan palu pantul. Baut digerakkan oleh pegas di permukaan dengan kecepatan yang ditentukan. Kekuatan pantulan menunjukkan berapa banyak energi yang diserap beton oleh dampak benturan tersebut.

Tes Lakmus 
Selain kekuatan fisik, beton yang baik juga harus cukup stabil secara kimiawi untuk melindungi baja yang terkandung di dalamnya. Ketika beton bersentuhan dengan air, ia bereaksi dengan karbon dioksida di udara. Reaksi ini disebut karbonisasi beton. Derajat karbonasi ditentukan dengan menyemprotkan larutan indikator yang terbuat dari fenolftalein (pewarna yang berperan sebagai indikator pH). Hal ini tidak menjadi masalah pada beton karena justru akan membuat beton semakin kuat dari sebelumnya. Tetapi dampaknya, besi pelindung akan berkarat lebih cepat.

Referensi 

Rekayasa struktur
Rekayasa sistem
Pengujian produk
Pengujian non-destruktif
Teknik industri
Ilmu material