Electronic Theses and Dissertation

Self-healing concrete merupakan inovasi beton yang mampu memperbaiki retakan secara mandiri. Penelitian ini menerapkan inovasi tersebut pada Ultra-High Performance Concrete (UHPC) yaitu beton memiliki kekuatan tekan di atas 90 MPa, sangat padat, serta tahan terhadap pengaruh lingkungan ekstrem, namun rentan terhadap retakan yang dapat menurunkan kekuatan dan durabilitas struktur. Mekanisme teknologi penyembuhan diri pada UHPC dapat ditingkatkan melalui penambahan bakteri ureolitik seperti Solibacillus sp. yang menghasilkan enzim urease yang mampu membentuk endapan kalsium karbonat (CaCO₃) untuk menutup retakan. Agar tetap hidup sampai beton mengeras, bakteri dienkapsulasi dalam kapsul mikroskopis yang pecah saat retakan terbentuk. Variasi konsentrasi bakteri yang digunakan adalah 0,5%, 0,6%, dan 0,7% terhadap berat semen, dengan tambahan tanah diatomae, nutrient broth, urea, dan CaCl₂ sebagai media pendukung serta menggunakan benda uji berbentuk silinder 100 \times 200 mm dengan 5 benda uji tanpa bakteri dan 15 benda uji dengan penambahan bakteri. Retakan diberikan pada umur 7 hari dengan pembebanan sebesar 70% dari kuat tekan ultimit benda uji kontrol umur 7 hari sebesar 52,6 MPa; 37,6 MPa; 37,5 MPa; dan 37,8 MPa, diikuti dengan perawatan selama 28 hari dan pengamatan pada umur 7, 14, 21, dan 28 hari. Setelah perawatan selama 28 hari pasca pemberian retak hari ke 7, pengujian ultimit dilakukan untuk menilai efektivitas penyembuhan retakan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat tekan ultimit umur 35 hari pada rata-rata beton yang sudah diberikan retak awal pada variasi 0%; 0,5%; 0,6%; dan 0,7% adalah 49,7 MPa; 45,5 MPa; 38,9 MPa; dan 40,5 MPa serta benda uji kontrol tanpa penambahan bakteri memiliki kuat tekan 96,22 MPa. Persentase perbaikan retak pada beton setelah pengamatan 28 hari pada variasi 0,5%; 0,6%; dan 0,7% berturut-turut sebesar 92,53%; 71,25%; dan 74,44%. Secara rata-rata, beton dengan penambahan bakteri Solibacillus sp. memiliki kuat tekan sebesar 83,77% dari kuat tekan beton tanpa penambahan bakteri, dengan variasi 0,5% yang menunjukkan kinerja optimum baik dari segi kuat tekan maupun perbaikan retak.

Self-healing concrete is an innovative concrete capable of repairing cracks independently. This study applies this concept to Ultra-High Performance Concrete (UHPC) using encapsulated ureolytic bacteria, Solibacillus sp., which produce urease enzymes to form calcium carbonate CaCO3 precipitates to seal cracks. Bacterial concentrations were varied at 0.5%, 0.6%, and 0.7% by weight of cement, supported by diatomaceous earth, nutrient broth, urea, and CaCl2. Cylindrical specimens 100 x 200 mm were used, totaling 5 control samples without bacteria and 15 samples with bacteria.Cracks were induced at 7 days of age by applying a load equal to 70% of the ultimate compressive strength. The applied crack loads for the 0.0%, 0.5%, 0.6%, and 0.7% variations were 52.6 MPa, 37.6 MPa, 37.5 MPa, and 37.8 MPa, respectively. This was followed by a 28-day curing period with observations at 7, 14, 21, and 28 days. After curing (at 35 days of total age), ultimate compressive strength tests were conducted to evaluate healing effectiveness. As a baseline, uncracked control specimens without bacteria achieved a strength of 96.22 MPa at 35 days.The results showed that the average ultimate compressive strength of the pre-cracked concrete for the 0.0%, 0.5%, 0.6%, and 0.7% variations was 49.7 MPa, 45.5 MPa, 38.9 MPa, and 40.5 MPa, respectively. Meanwhile, the crack healing percentages after 28 days for the 0.5%, 0.6%, and 0.7% variations were 92.53%, 71.25%, and 74.44%, respectively. On average, concrete with Solibacillus sp. retained 83.77% of the compressive strength of concrete without bacteria. In conclusion, the 0.5% bacterial variation demonstrated the optimum performance in both compressive strength recovery and crack healing efficiency.