Beton Masa Depan dari Bahan Tekstil

Beton Masa Depan dari Bahan Tekstil

Besi dan beton sejak lama menjadi tulang punggung peradaban manusia. Kini ilmuwan di Universitas Teknik Dresden menemukan solusi konstruksi yang lebih baik, yakni dengan mencampurkan beton dan tekstil, inilah beton masa depan. Beton membentuk wajah dunia modern. Rangka baja memberi stabilitas yang dibutuhkan beton. Tapi beton bertulang berat dan mahal serta mudah berkarat. Inilah alternatif revolusioner: serat karbon yang menjadikan beton lebih ringan, lebih kuat dan lebih fleksibel.

Beton Masa Depan sebagai Solusi

Prof. Manfred Curbach dari Universitas Teknik Dresden, memimpin riset para insinyur untuk mengganti beton baja dengan apa yang disebut beton tekstil. Hasilnya, kemajuan luar biasa dalam performanya. “Beton tekstil terbuat dari beton normal dan sebagai penguat digunakan karbon. Bedanya dengan beton baja, tidak ada baja yang bisa berkarat melainkan karbon yang tidak terancam korosi.”

Serat diekstrak dari karbon. Diameternya hanya 5 mikrometer, 10 kali lebih tipis dari rambut manusia. Serat lalu diproses pada lebih dari 230 kumparan pada alat tenun raksasa. “Serat karbon sangat lunak. Tidak bisa dimasukkan dalam beton begitu saja. Karena itu harus diolah pada mesin tekstil dan diberi lapisan sehingga menjadi kaku. Arah kekuatan serat juga bisa disesuaikan agar bisa bekerja secara optimal di dalam beton.”

Sekitar 50.000 serat dipintal menjadi benang dan diproses pada alat tenun otomatis supaya menghasilkan anyaman serat karbon. Inilah yang kemudian menjadi tulangan tekstil pada bagian dalam beton. Agar lebih kuat lagi, anyaman serat diberi pelapis yang tujuannnya memberi stabilitas. Setelah diproses selama 15 menit, anyaman mengeras dan bisa dipotong.

Beton terbuat dari semen, pasir dan air. Di laboratorium universitas Dresden dibuat campuran khusus dari semen yang sangat halus dan bahan lainnya. Dari beton halus ini dan anyaman karbon, dibuat beton tekstil yang sangat tipis. Lebih ringan dan lebih kokoh dari beton bertulang baja. Itulah kelebihan dari beton tekstil ini.

Jejaring karbon dipasang, kemudian dilapisi beton tipis. Lapisan beton tekstil yang sudah selesai harus dibiarkan mengeras selama 24 jam. Curbach: “Dengan penggunaan material lebih ringan, kami membutuhkan lebih sedikit energi. Dan emisi CO2 saat produksi lebih sedikit.”

Beton Dipindahkan ke Dalam Wadah

Jejaring karbon dipasang, kemudian dilapisi beton tipis. Lapisan beton tekstil yang sudah selesai harus dibiarkan mengeras selama 24 jam. Curbach: “Dengan penggunaan material lebih ringan, kami membutuhkan lebih sedikit energi. Dan emisi CO2 saat produksi lebih sedikit.”

Pengetahuan penting tentang beton tekstil yang kelak bisa dimanfaatkan oleh arsitek dan insinyur sipil, hanya bisa diperoleh dengan bantuan crash test di laboratorium. Beton di pindahkan ke dalam wadah untuk dibentuk dan diproses hingga selesai. Untuk proses pembentukan beton tekstil untuk hasil akhirnya.

Imuwan menguji ketahanan beban balok penopang yang terbuat dari beton tekstil, hingga batas maksimal. Tekanan terus meningkat. Retakan pertama muncul. Tapi materi karbon di dalamnya bisa menahan tekanan luar biasa. Hasil uji beban menunjukkan beton tekstil 6 kali lebih kokoh dibanding beton bertulang baja.

Penyempurnaan Beton Masa Depan Sangat Diperlukan

Walau demikian, ini tidak berarti materi baru tersebut tidak bisa rusak. “Untuk bisa membangun jembatan dari beton tekstil, kami harus membuat dua jembatan. Jembatan pertama diberi beban hingga retak, agar pengawas mengetahui ketahanannya. Seperti jembatan ini. Retakannya bisa terlihat dan kami hanya mereparasinya secara darurat dan dipamerkan disini”, tambah Curbach.

Ini jembatan kedua yang sudah disempurnakan. Pengetahuan dari laboratorium dan uji beban kini memungkinkan ilmuwan untuk merancang konstruksi lainnya. Beton tekstil menjadi materi alternatif dalam pembuatan barang kebutuhan sehari-hari. Mahasiswa di kampus Dresden kini bisa bersantai pada perabotan yang dirancang secara ergonomis.

Curbach: “Sebenarnya beton adalah materi yang tidak lazim untuk produk interior. Beton tebal dan berat. Tapi berkat karbon, kami bisa membuat beton yang sangat tipis. Kami bisa memproduksi kerangka yang lebih tipis, sehingga bisa menjadi perabotan seperti kursi atau meja.” Beton tekstil memungkinkan para insinyur dan desainer untuk mengekspresikan diri dalam bentuk baru. Boleh jadi di masa depan mahakarya arsitektur akan terbuat dari beton tekstil yang tipis dan sangat kokoh.

Sejarah Tekstil

Sejarah tekstil merupakan sejarah yang panjang sejak zaman Neolitikum atau Batu Baru (8000-2000 SM) dan terus berkembanG hingga saat ini. Teknologi tekstil terus berkembang tidak hanya pada alat yang digunakan, bahan yang digunakan juga fungsi-fungsi lain yang ditanamkan dalam tekstil tersebut. Selain mengembangkan tekstil yang mampu menetralkan racun dan berperan dalam penyembuhan diri, sebelumnya sejumlah peneliti juga berkutat pada bagaimana menciptakan sebuah kain berteknologi nano yang memungkinkan kain tersebut tidak perlu lagi di cuci karena mampu membersihkan dirinya sendiri.

Dalam penelitian yang muncul pada Advanced Material Interfaces awal tahun lalu ini. Penelitian di RMIT University di Melbourne, Australia, telah mengembangkan cara baru yang murah dan efisien dengan menumbuhkan struktur nano khusus yang dapat menurunkan bahan organik saat terkena cahaya langsung ke tekstil.

“Ada banyak pekerjaan yang harus kami lakukan sebelum kita dapat benar-benar membuang mesin cuci kita. Tapi kami sudah meletakan dasar yang kuat untuk pengembangan masa depan kain yang mampu membersihkan diri,” kata Rajesh Ramanatha yang terlibat dalam riset ini. Tekstil nano ini nantinya dapat secara langsung dan spontan membersihkan dirinya sendiri dari noda dan kotoran dengan hanya meletakanya di bawah lampu atau di bawah sinar matahari.