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.
Iklan
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.
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. Beton dipindahkan ke dalam wadah untuk dibentuk dan diproses hingga selesai.
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.
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.
Membetoni Laut: Tanggul Raksasa di Seluruh Dunia
Jakarta berambisi membangun tembok raksasa untuk melindungi wilayah utara dari abrasi dari banjir air laut yang melanda secara rutin. Hal serupa pernah dibuat di Belanda, Jepang dan kini juga Venesia.
Foto: picture-alliance/DUMONT Bildarchiv
Giant Sea Wall Jakarta
Digagas pada pemerintahan bekas Gubernur DKI, Fauzi Bowo, proyek tanggul raksasa di pantai Jakarta ini akan membentang sepanjang 32 kilometer dari Tangerang hingga Tanjung Priok. Tembok beton itu terdiri atas 17 pulau buatan yang membentuk lambang negara, Garuda. Giant Sea Wall Jakarta menelan biaya 600 Trilyun Rupiah dan akan rampung tahun 2030 mendatang.
Foto: 'NCICD/design KuiperCompagnons
Ancaman dari Utara
Beberapa faktor mendorong pemerintah membangun tanggul raksasa di teluk Jakarta. Selain gelombang tsunami, tembok beton itu juga dibuat untuk mencegah abrasi pantai dan banjir rob yang rutin melanda. Saat ini permukaan tanah di beberapa wilayah di utara Jakarta terus menurun. Proyek Giant Sea Wall mendulang kritik karena dampak lingkungan yang tidak tuntas dikaji.
Foto: ISMOYO/AFP/Getty Images
Banjir Melanda
Selain Giant Sea Wall, pemerintah Kota Jakarta juga menggalakkan penanaman pohon bakau di bibir pantai untuk menghadang abrasi dan banjir rob. Namun tidak jelas seberapa ampuh proyek tersebut mampu mengurangi risiko banjir di Jakarta. Terlebih, kritikus menilai, biaya pembangunan sebesar 600 trilyun Rupiah lebih baik digunakan untuk melindungi wilayah lain yang lebih terancam oleh bencana.
Foto: picture-alliance/ZUMAPRESS.com
Berkiblat ke Negeri di Bawah Laut
Belanda adalah ahlinya mengendalikan laut. Negeri kecil di jantung Eropa ini membangun tanggul raksasa di wilayah pesisir untuk melindungi provinsi Zeeland dari terjangan air. Oleh American Society of Civil Engineers, tembok bernama Deltawerke ini mendapat gelar keajaiban dunia di abad modern.
Foto: picture alliance/ANP
Gerbang Bergerak buat Venesia
Proyek MOSE mengusung solusi yang sedikit berbeda untuk melindungi Venesia dari terjangan air. Kota yang dipenuhi bangunan bersejarah di timur laut Italia ini membangun gerbang bergerak yang bisa ditidurkan ketika air surut. Secara keseluruhan proyek MOSE membangun 78 gerbang air yang sanggup menahan kenaikan permukaan air sebanyak 60 sentimeter.
Foto: picture-alliance/dpa
Tembok Jepang
Jepang adalah negara yang tergolong kenyang dilanda bencana. Tsunami bukan hal asing bagi penduduk negeri sakura itu. Terlebih badai mengintai setiap saat. Sebab itu pemerintah Jepang membetoni 43 persen dari garis pantainya yang sepanjang 29.751 kilometer.
Foto: picture-alliance/dpa
Beton Pelindung London
Lain ceritanya di ibukota Inggris, London. Kota yang dibelah oleh sungai Thames ini berulangkali dilanda banjir akibat permukaan sungai yang meluap. Sebab itu pemerintah membangun tanggul raksasa yang bernama Thames Barrier. Tanggul sepanjang 560 meter ini cuma membutuhkan waktu 15 menit untuk menutup gerbang air dalam situasi darurat.
Foto: picture-alliance/DUMONT Bildarchiv
7 foto1 | 7
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.
10 Bangunan dengan Masa Konstruksi Berabad-abad
Masa pembangunan kastil kerajaan Wawel di Polandia lebih dari 1000 tahun. Selain bangunan tersebut, ada beberapa bangunan lain yang juga butuh waktu ratusan tahun. Penyebabnya? Kesempurnaan dan kurang dana.
Foto: Matt Cardy/Getty Images
Westminster Abbey (Inggris)
Raja dan ratu Inggris telah ditahbiskan disini sejak era William Sang Penakluk (1066-1087). Namun, sejarahnya dimulai lebih lama lagi. Di abad ke-7, gereja ini merupakan lokasi gereja bernama "West Minster". Tahun 1245, Westminter Abbey mulai dibangun di atas pondasi tersebut. Dua menara utamanya selesai dibangun 1745 - tepat 500 tahun kemudian.
Foto: Imago/imagebroker/Nitzschke
Katedral Ulm (Jerman)
Menara gereja ini adalah yang tertinggi di dunia. Pembangunannya sepenuhnya dibiayai oleh warga lokal. Ini mungkin alasan utama lamanya masa pembangunan, yakni lebih dari 500 tahun. Katedral akhirnya selesai dibangun tahun 1980 dan menjadi monumen kota Ulm di selatan Jerman. Katedreal Ulm juga menjadi gereja protestan terbesar di Jerman.
Foto: picture alliance/robertharding/M. Lange
Katedral Milan (Italia)
Simbol Milan ini adalah karya arsitektur Gothik paling penting di Italia: Katedral Basilika Santa Maria Nascente, atau lebih dikenal sebagai Katedral Milan. Pondasinya diletakkan tahun 1388. Banyak arsitek yang meneruskan konstruksinya sebelum dinyatakan tuntas tahun 1965. Proyek bangunan ini memakan waktu 577 tahun.
Foto: OLIVIER MORIN/AFP/Getty Images
Istana Alhambra (Spanyol)
Alhambra terletak di bukit Sabika, di Granada. Istana ini dirancang dengan gaya arsitektur Moor. Setiap tahunnya tiga juta orang berkunjung ke bangunan yang menjadi situs warisan dunia UNESCO tersebut. Lebih dari 600 tahun dibutuhkan untuk membangunnya.
Foto: Getty Images
Katedral Köln (Jerman)
Saat selesai dibangun tahun 1880, katedral Köln adalah bangunan tertinggi di dunia dengan struktur baja terbesar di eranya. Masa konstruksinya: 632 tahun.
Foto: picture-alliance/Geisler-Fotopress/C. Hardt
Istana Malbork (Polandia)
Bangunan bata merah terbesar di Eropa ini membutuhkan waktu 700 tahun hingga selesai dibangun karena perubahan struktural yang terus terjadi, perang dan penjarahan, Terakhir lebih dari setengah kompleks istana hancur saat Perang Dunia II. Kini istana Malbork dilindungi sebagai situs warisan dunia UNESCO dan menjadi salah satu obyek wisata paling penting di Polandia.
Foto: picture alliance/robertharding/C. Kober
Kremlin (Rusia)
Kremlin di Moskow dikenal akan bata merahnya. Masa konstruksinya lebih dari 800 tahun. Berlokasi di pusat kota, kompleks bangunan ini menjadi kediaman tsar dan keluarganya di abad 16 dan 17 sebelum menjadi pusat pemerintahan di era Uni Soviet. Kini Kremlin menjadi museum dan dilindungi sebagai situs warisan dunia UNESCO.
Foto: picture alliance/ZB/J. Kalaene
Katedral Strasbourg (Perancis)
Johann Wolfgang von Goethe sangat menyukai katedral ini. Saat masa kuliahnya di awal tahun 1770an, katedral ini adalah gereja tertinggi di dunia. Tingginya 142 meter. Gereja terus dibangun. Tahun 1970, pembangunan dihentikan walau belum selesai. Menara selatan hingga kini belum berdiri.
Foto: picture alliance/Eibner-Pressefoto
Wawel (Poland)
Wawel di Krakow, Polandia, butuh waktu terlama. Masa konstruksi lebih dari 1000 tahun. Kompleks bangunan dulu menjadi kediaman raja-raja Polandia sejak abad ke-10. Abad demi abad, bangunan ini diperluas dan terus bertambah besar. Terakhir dilakukan abad lalu.
Foto: picture alliance/Arco Images
Stonehenge (Inggris)
Tidak ada yang tahu persis, berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk membangun Stonehenge. Menurut peneliti, situs di selatan Inggris ini dibangun dalam beberapa fase setidaknya selama 1400 tahun. Pertanyaan yang belum terjawab adalah apa kegunaannya.