EFEKTIVITAS BAKTERI BACILLUS SUBTILIS DAN KALSIUM LAKTAT UNTUK PERBAIKAN KERETAKAN BETON
Abstract
Beton bertulang merupakan bahan konstruksi yang paling banyak digunakan.
Namun karena kuat tariknya yang lemah dan sifatnya yang getas maka beton
sering retak. Retak dapat memudahkan masuknya zat agresif ke dalam baja dan
menyebabkan korosi pada tulangan. Retak halus atau micro cracks akan
mengalami peningkatan ukuran jika dibiarkan sehingga upaya pemeliharaan dan
inspeksi infrastruktur menjadi hal yang penting. Pemanfaatan bakteri menjadi hal
yang menarik untuk diterapkan sebagai bahan penyembuh untuk perbaikan retak
beton. Bacillus subtilis digunakan sebagai agen penyembuhan dalam penelitian ini,
selain itu kalsium laktat juga ditambahkan sebagai nutrien bagi bakteri. Tujuan
penelitian ini yaitu untuk mengidentifikasi jumlah kalsium karbonat (CaCO3) yang
terbentuk, mengevaluasi perbaikan keretakan beton, serta menganalisis pengaruh
penambahan bakteri dan kalsium laktat (CaL) terhadap sifat mekanis beton seperti
kuat tekan, permeabilitas, dan daya serap.
Penelitian dilakukan pada bulan Oktober 2021-Mei 2022. Beberapa alat
utama yang digunakan yaitu universal testing machine (UTM), alat uji
permeabilitas, inkubator, autoklaf, kamera HP Samsung galaxy note 10+,
mikroskop digital, dan mikroskop elektron. Bahan utama yang digunakan yaitu
semen portland composite cement (PCC), agregat kasar berupa kerikil lebak
wangi, agregat halus berupa pasir cimangkok, kalsium laktat teknis, strain bakteri
Bacillus subtilis, nutrient agar, dan nutrient broth. Prosedur penelitian dimulai
dengan pengujian propertis agregat, penghitungan mix design, kuktur
mikroorganisme, pengujian test-tube, pembuatan sampel beton, curing beton,
pengujian image processing, pengujian sifat mekanis seperti kuat tekan,
permeabilitas, dan daya serap beton, serta pengujian dengan menggunakan
scanning electron microscope (SEM) dan mikroskop digital dengan seri VHX 7000 untuk mengkonfirmasi morfologi atau topografi beton.
Larutan dengan konsentrasi CaL 65,4 g/L dan penambahan 2 mL bakteri
menghasilkan massa kalsit tertinggi. Komposisi tersebut diaplikasikan pada
campuran beton secara langsung. Perbaikan retakan diamati secara visual pada
umur 28 hari dengan retakan yang terlihat tertutup. Hasil pengolahan dengan
software imageJ pada beton bakteri + CaL menghasilkan rasio perbaikan retak
mencapai 95,94%. Penambahan bakteri dan CaL meningkatkan kuat tekan pada
beton retak sebesar 13,16%. Efek positif juga terjadi pada sifat permeabilitas
maupun penyerapan, permeabilitas berkurang hingga 53,12% dan penyerapan
berkurang sebesar 22,20%. Efek positif terhadap sifat mekanis ini disebabkan oleh
adanya endapan CaCO3 yang terbentuk akibat metabolisme bakteri sehingga pori pori lebih rapat dan retak permukaan tertutup. Hal tersebut dikonfirmasi dengan
pengujian SEM yang menunjukkan hasil bahwa di dalam matriks beton terdapat
kristal kalsit. Hasil pengamatan dengan mikroskop digital versi VHX-7000
menunjukkan kristal-kristal yang terdapat pada area retakan beton. Reinforced concrete is the most widely used construction material, but
because of its weak tensile strength and brittle nature, the concrete often cracks.
the racks can facilitate the entry of aggressive substances into the steel and cause
corrosion of the reinforcement thereby reducing the durability of the concrete and
shortening the concrete age. Fine cracks or micro cracks will increase in size if
left unchecked, so maintenance and inspection of infrastructure is important. The
use of bacteria is an interesting thing to be applied as a healing agent for repairing
concrete cracks. In this study, Bacillus subtilis was used as a healing agent and
calcium lactate was also added as a nutrient for bacteria. The purpose of this study
was to identify the amount of calcium carbonate (CaCO3) formed, evaluate the
repair of concrete cracks, and analyze the effect of adding bacteria and calcium
lactate (CaL) to the mechanical properties of concrete such as compressive
strength, permeability, and absorption.
The research was conducted in October 2021-May 2022. Some of the main
tools used were Universal Testing Machine (UTM), permeability test equipment,
incubator, autoclave, Handphone‟s camera of Samsung galaxy note 10+, digital
microscope, and electron microscope. The main ingredients used are Portland
Composite Cement (PCC), coarse aggregate, that was Lebak Wangi gravel, fine
aggregate, that was of Cimangkok sand, technical calcium lactate, bacterial strain
of Bacillus subtilis, nutrient agar, and nutrient broth. The research procedure
begins with testing aggregate properties, calculating mix design, culturing the
microorganism, testing the test-tube, making concrete samples, curing concrete,
testing image processing, testing mechanical properties such as compressive
strength, permeability, and absorption of concrete, as well as testing using
scanning electron microscope (SEM) and digital microscope with VHX-7000
series to confirm the morphology or topography of the concrete.
The highest mass of calcite was produced in a solution 2 mL of bacteria and
CaL concentration of 65,4 g/L. The composition is applied to the concrete mix
directly. Crack repair was observed visually at the age of 28 days, the crack looks
closed. The results of processing with ImageJ software on bacterial concrete +
CaL resulted in a crack repair ratio reached 95,94%. The addition of bacteria and
CaL increased the compressive strength of cracked concrete by 13,16%. Positive
effects also occur in the permeability and absorption properties, the permeability
is reduced to 53,12% and the absorption is reduced by 22,20%. This positive
effect on mechanical properties is caused by the presence of CaCO3 deposits
formed due to bacterial metabolism so that the pores are denser and the surface
cracks are closed. This was confirmed by SEM testing which showed that in the
concrete matrix there were calcite crystals. The results of observations with a
digital microscope version of the VHX-7000 showed crystals found in the area of
concrete cracks.
Collections
- MT - Agriculture Technology [2271]