Uji Awal Prototip Ct-Scan Sinar-X untuk Inspeksi Tak-Rusak terhadap Struktur Beton Pasca Pemanasan

Intan Dwi Reino, Prof. Drs. Gede Bayu Suparta, MS., Ph.D.

2024 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Prototip CT-Scan sinar-x untuk aplikasi industri sedang dirancang di Laboratorium Fisika Citra, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada. Alat CT-Scan dapat dimanfaatkan untuk keperluan inspeksi tak rusak pada produk industri, komponen produk industri atau specimen industri. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kemungkinan CT-Scan tersebut untuk mengamati pengaruh temperatur pemanasan pada beton bertulang menggunakan faktor eksposi tegangan anode-katode 170 kV dan arus filamen 5 mA. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini merupakan campuran semen dan pasir dengan rasio 1:4 (c/s), dengan variasi diameter baja tulangan polos. Citra radiograf dihasilkan dengan resolusi spasial 1216×1936 piksel² dan resolusi dinamis 8-bit, dengan skala pengukuran 1 mm per 9 piksel.Citra radiograf dan CT-Scan diperoleh untuk memahami perubahan struktural dan koefisien atenuasi pada beton akibat pemanasan pada 250°C hingga 550°C selama 1 jam. Hasil penelitian menunjukkan terjadi penurunan nilai koefisien atenuasi yang terlihat pada citra radiograf beton seiring peningkatan temperatur. Nilai koefisien atenuasi pada beton kalibrasi menurun dari 2,98 x10^-4 mm?¹ pada temperatur ruang menjadi 2,64 x10^-4 mm?¹ pada temperatur 250°C, dan menjadi 2,52 x10^-4 mm?¹ pada temperatur 550°C. koefisien atenuasi pada beton baja tulangan 8 mm, 10 mm, dan 12 mm menurun dari 2,58 x10^-4 mm^-1, 2,52 x10^-4 mm^-1, dan 2,50 x10^-4 mm^-1 pada temperatur 250°C menjadi 2,49 x10^-4 mm^-1, 2,43 x10^-4 mm^-1, dan 2,40 x10^-4 mm^-1 pada temperatur 550°C. Koefisien atenuasi Citra Tomografi Sebelum perlakuan temperatur pada beton baja tulangan 8 mm, 10 mm, dan 12 mm bernilai 2,07 x10^-4 mm?¹, menurun menjadi 1,97 x10^-4 mm?¹, 1,89 x10^-4 mm^-1, dan 188 mm^-1 pada temperatur 250°C menjadi 1,62 x10^-4  mm^-1, 1,59 x10^-4 mm^-1, dan 1,54 x10^-4 mm^-1 pada temperatur 550°C. Ketebalan beton terhadap perubahan temperatur pada interval uji mempengaruhi nilai dan penurunan koefisien atenuasi. Kemampuan peralatan sinar-X Digital Industri menghasilkan nilai rata volume 1,77 pixel³ dan luas 4,23 pixel² dan nilai porositas pada simulasi sampel uji sebesar 2,62 ?ri volume sampe uji. Prototip yang dibangun di laboratorium Fisika Citra dengan set yang digunakan mampu mengamati pada Makro Capillary Pores.

Introduction An x-ray CT-Scan prototype for industrial applications is being designed at the Image Physics Laboratory, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Gadjah Mada University. he CT-Scan tool can be used for non-destructive inspection of industrial products, industrial product components or industrial specimens. This research was conducted to determine the possibility of a CT-Scan to observe the effect of heating temperature on reinforced concrete using an anode-cathode voltage exposure factor of 170 kV and a filament current of 5 mA. The sample used in this research was a mixture of cement and sand with a ratio of 1:4 (c/s), with variations in the diameter of plain reinforcing steel. Radiograph images are produced with a spatial resolution of 1216×1936 pixel² and a dynamic resolution of 8-bit, with a measurement scale of 1 mm per 9 pixels. Results Radiographs and CT-Scan images were obtained to understand structural changes and attenuation coefficients in concrete due to heating at 250°C to 550°C for 1 hour. The research results show a decrease in the attenuation coefficient value visible in the concrete radiograph image as the temperature increases. The average attenuation value decreased from 0,000298 mm?¹ at room temperature to 2,64 x10^-4 mm^-1 at 250°C, and to 2,52 x10^-4 mm^-1 at 550°C. The average attenuation of 8 mm, 10 mm, and 12 mm reinforced steel concrete decreased from 2,58 x10^-4 mm^-1, 2,52 x10^-4 mm^-1, and 2,50 x10^-4 mm^-1 at a temperature of 250°C to 2,49 x10^-4 mm^-1, 2,43 x10^-4 mm^-1, and 2,40 x10^-4 mm^-1 at 550°C. The average attenuation of Tomography Image before temperature treatment on 8 mm, 10 mm, and 12 mm Reinforcing Steel Concrete is 2,07 x10^-4 mm^-1, decreasing to 1,97 x10^-4 mm^-1, 1,89 x10^-4 mm^-1, and 1,88 x10^-4 mm^-1 at a temperature of 250°C becomes 1,62 x10^-4 mm^-1, 1,59 x10^-4 mm^-1, x10^-4 and 1,54 x10^-4 mm^-1 at a temperature of 550°C. Conclusion The thickness of the concrete against temperature changes at the test intervals affects the value and decreases the attenuation coefficient. The capabilities of the Industrial Digital X-ray equipment produced an average volume value of 1,77 pixels³ and an area of 4,23 pixels², with a porosity value of 2,62 % from the test sample volume. The prototype built in the Image Physics Laboratory with the setup used can observe macro capillary pores.

Kata Kunci : Beton pasca pemanasan, Sinar-X, CT-Scan digital, Koefisien Atenuasi, Porositas.