Abstrak
Sebagai bagian dari proyek penelitian regional yang dimulai pada tahun 2011, Politecnico di Milano mengoordinasikan konsorsium penelitian yang bertujuan untuk mengembangkan elemen atap berlapis-lapis berbahan semen yang dirancang untuk mencapai keamanan struktural, keringanan, efisiensi termal, dan kompatibilitas dengan sistem fotovoltaik. Selama fase awal proyek, prototipe skala penuh yang dibuat dengan bahan semen berkinerja tinggi dirancang dan diuji untuk mengevaluasi respons strukturalnya di bawah tekukan longitudinal dan transversal, serta gaya geser. Untuk menilai kinerja energi solusi tersebut, tiga panel atap tambahan dipasang pada kanopi demonstrasi dan diekspos ke lingkungan yang tidak terlindungi selama sekitar 7 tahun. Setelah periode paparan yang diperpanjang ini, uji mekanis skala penuh dilakukan pada panel untuk mengevaluasi kinerjanya terhadap usia. Selain itu, pemetaan potensi korosi dilakukan untuk menentukan kondisi tulangan baja yang tertanam. Untuk penilaian terperinci, inti silinder dari panel yang diuji diiris sepanjang arah tulangan, dan kedalaman karbonasi diukur menggunakan larutan fenolftalein. Pengujian ini bertujuan untuk mengungkap apakah retakan yang sudah ada sebelumnya, yang sebagian besar disebabkan oleh penyusutan dan proses manufaktur eksperimental, telah menyebabkan inisiasi korosi. Batang baja juga diperiksa secara visual untuk mendeteksi tanda-tanda serangan korosif. Hasil yang disajikan dalam makalah ini menunjukkan bahwa paparan kondisi lingkungan alami selama lebih dari 7 tahun tidak berdampak signifikan pada tulangan baja, bahkan di hadapan retakan yang berpotensi mempercepat degradasi. Uji tekuk longitudinal dan transversal pada panel atap menunjukkan respons mekanis yang tetap konsisten dengan prototipe yang tidak mengalami penuaan, yang mengonfirmasi ketahanan dan keandalan desain.
1 PENDAHULUAN
Dalam dekade terakhir, panel sandwich dengan kulit berbasis semen berkinerja tinggi telah semakin mendapat perhatian sebagai selubung bangunan karena rasio kekuatan terhadap berat dan sifat ketahanannya yang tinggi.1-6 Sistem ini telah dieksplorasi dalam berbagai aplikasi, mulai dari elemen fasad hingga komponen struktural penahan beban, yang menunjukkan keuntungan signifikan dalam hal efisiensi struktural dan kelayakan untuk aplikasi dunia nyata. Studi ini menyajikan evaluasi eksperimental panel berlapis (Gambar 1) yang terdiri dari inti polistirena EPS100 yang tertanam ke dalam beton bertulang serat berkinerja sangat tinggi (VHPFRC) dan permukaan beton bertulang tekstil (TRC),7 yang terpapar pada kondisi luar ruangan tanpa pelindung selama kurang lebih 7 tahun. Material yang digunakan memiliki sifat-sifat berikut: beton kelas C120 untuk semua komposit berbasis semen, beton bertulang serat kelas 14a (VHPFRC), batang tulangan longitudinal B450C, dan kasa kaca tahan alkali (AR) yang tertanam di dalam kulit struktural horizontal. Rincian lengkap tentang penampang dan sifat mekanis material yang digunakan dapat ditemukan di Zani et al.
2 PANEL SKALA PENUH: PEMBUATAN PROTOTYPE, KONDISI PAPARAN, DAN METODOLOGI PENELITIAN
Panel yang dipertimbangkan dalam karya ini awalnya dirancang sebagai elemen atap yang inovatif, yang mampu memastikan keamanan dan ketahanan dalam kondisi operasional dan kondisi luar biasa seperti kebakaran. Untuk mengevaluasi perilaku skala penuh secara eksperimental, 10 prototipe yang secara nominal identik diproduksi pada tahun 2015 (Gambar 2); enam di antaranya diuji pada bulan Mei 2015 untuk pembengkokan longitudinal, pembengkokan transversal, dan geser (dengan pengulangan 2 untuk setiap jenis pengujian),7 dan satu prototipe diuji pada suhu tinggi.18 Tiga panel yang tersisa dipasang di kanopi demonstrasi kecil (Gambar 3a), yang bertujuan untuk memverifikasi kinerja dalam hal produksi listrik panel fotovoltaik terintegrasi dan untuk mengevaluasi prosedur perakitan.
Struktur tersebut, yang awalnya dijadwalkan untuk dibongkar setelah 1 tahun pemantauan, segera menjadi area studi yang digunakan oleh mahasiswa Kampus Lecco di Politecnico di Milano dan tetap beroperasi selama sekitar 7 tahun. Selama periode ini, panel-panel tersebut, yang karena kepadatan VHPFRC yang tinggi tidak memerlukan membran kedap air, dibiarkan terbuka tanpa perlindungan terhadap kondisi lingkungan khas Italia utara (Kotamadya Lecco).
Pada bulan Juni 2022, bangunan demo dibongkar (Gambar 3b). Dua dari tiga panel atap yang sudah tua diuji dengan pembengkokan longitudinal (LB3) dan pembengkokan transversal (TB3) secara berurutan (Gambar 3c). Pengaturan pengujian dan pengaturan instrumen sama dengan yang digunakan dalam pengujian yang dilakukan pada dua prototipe asli yang secara nominal identik (LB1–LB2 pada Gambar 4 dan TB1–TB2), yang uraian lengkapnya dilaporkan dalam Zani et al.
Panel terakhir dipotong menjadi beberapa elemen dengan ukuran berbeda untuk mengevaluasi respons sandwich dan aksi kotak sepanjang arah tekukan melintang (Gambar 3d); perhatikan bahwa spesimen yang diperoleh dari panel terakhir ini melampaui cakupan pekerjaan saat ini, dan oleh karena itu hasil eksperimen yang sesuai tidak disajikan.
Selama 7 tahun pertama, panel tersebut sepenuhnya terpapar agen atmosfer, sesuai dengan aplikasi yang dimaksudkan. Setelah uji mekanis yang dilakukan pada spesimen yang sudah tua dan berdasarkan perbandingan dengan respons t0 yang ditunjukkan setelahnya, panel tersebut disimpan di luar ruangan selama sekitar 9 bulan di lingkungan yang tidak terlindungi di dekat laboratorium, di mana panel tersebut tetap tertutup sebagian. Kemudian, diputuskan untuk melakukan kampanye diagnostik yang bertujuan untuk menentukan potensi adanya korosi yang sedang berlangsung pada tulangan longitudinal φ14 dan memperkirakan posisi bagian depan karbonasi dalam inti VHPFRC yang melindungi batang-batang ini.
Kampanye diagnostik tersebut terdiri dari inspeksi visual pertama terhadap pola retak pada dua sisi longitudinal setiap panel 7y. Pola retakan diperoleh, yang menunjukkan retakan yang sudah ada sebelumnya dan retakan yang dihasilkan selama pengujian mekanis dengan warna yang berbeda. Selanjutnya, pengukuran elektrokimia non-destruktif dilakukan, dalam hal potensi korosi tulangan baja, untuk mendeteksi kemungkinan titik-titik di mana korosi dimulai.20 Pengukuran potensi korosi dilakukan versus elektroda referensi Cu/CuSO4 eksternal (Ecorr vs. CSE), dengan interposisi spons basah untuk menjamin kontak elektrolit yang baik (Gambar 5a) dan memperoleh kontak listrik dengan tulangan dengan secara mekanis menghilangkan beton yang sesuai dengan salah satu ujung setiap tulangan. Satu pengukuran setiap 10 cm diperoleh di sepanjang dua sisi longitudinal setiap panel (sisi 1 dan sisi 3, dengan panjang busur s1 dan s3 pada Gambar 4a), untuk mendapatkan pemetaan potensi korosi di sepanjang arah utama tulangan. Setelah pengukuran elektrokimia, uji destruktif dilakukan di beberapa titik, dipilih berdasarkan pengamatan visual dan hasil pengukuran elektrokimia. Di titik-titik yang dipilih tersebut, inti beton diekstraksi dari sisi lateral panel (Gambar 5b dan 6a), dipotong pada bidang horizontal tepat di bawah batang baja (Gambar 5c dan 6b), dan fenolftalein disemprotkan pada permukaan yang baru dipotong untuk mengukur kedalaman karbonasi (Gambar 6c). Akhirnya, segmen tulangan diekstraksi dari inti beton dan diamati secara visual untuk mendeteksi kemungkinan tanda-tanda korosi (karat). Untuk mengamati morfologi serangan korosif dengan lebih baik, pembersihan kimia lebih lanjut (pengawetan) dilakukan untuk menghilangkan produk korosi dari permukaan tulangan. Pengawetan dilakukan menurut ASTM G1-03,21 dengan menempatkan sampel tulangan dalam bak ultrasonik yang berisi larutan asam klorida dan heksametil tetramina.
3 HASIL EKSPERIMENTAL PADA PANEL YANG SUDAH LAMA
Hasil eksperimen utama yang diperoleh dalam kampanye yang dilakukan antara Juni 2022 dan Maret 2023 pada dua panel yang sudah berumur 7 tahun disajikan dan dibahas di bawah ini. Pembahasan hasil uji mekanis skala penuh, yang secara langsung dibandingkan dengan hasil dari tahun 2015, diikuti oleh uraian hasil diagnostik utama, baik mengenai panel yang sudah berumur yang diuji dengan pembengkokan longitudinal (LB3) maupun yang diuji dengan pembengkokan transversal (TB3).
3.1 Pembengkokan longitudinal
3.1.1 Investigasi mekanis
Seperti yang diperkenalkan pada Gambar 4a, skema pembengkokan empat titik dengan bentang geser aLB 1,67 m dan daerah momen pembengkokan konstan 1,5 m diadopsi. Pengujian tersebut dikontrol oleh perpindahan, yang memaksakan laju perpindahan kepala aktuator sebesar 15 μm/s selama fase pembebanan. Tiga deformometer kawat ditempatkan di tengah bentang untuk mengukur perpindahan vertikal, dan enam (3 + 3) transduser perpindahan potensiometri, PDT, disusun untuk mengukur pemendekan aksial (COM) dan perpanjangan (COD) masing-masing pada permukaan atas dan bawah di zona momen lentur konstan. Siklus pembongkaran dan pemuatan ulang dilakukan pada beban yang berbeda (lihat Gambar 7) untuk mengevaluasi evolusi kerusakan pada panel. Selain itu, untuk memantau evolusi pola retak, retakan yang terlihat pada beberapa tahap beban ditandai dengan warna yang berbeda pada permukaan yang dapat diakses dengan aman: (i) merah pada 45 kN, (ii) hijau pada 80 kN, dan (iii) biru di akhir pengujian. Perhatikan bahwa retakan yang sudah ada sebelum dimulainya pengujian ditandai dengan warna hitam. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7, pengujian LB3 dihentikan pada langkah sekitar 70 mm, karena lokalisasi retakan lentur yang jelas (Gambar 8), yang dikaitkan dengan perilaku pelunakan, menunjukkan bahwa kapasitas ultimit telah tercapai. Meskipun tidak ada evaluasi duktilitas struktural ultimit, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7b, nilai langkah yang dicapai cukup untuk memungkinkan perbandingan lengkap dengan transduser yang digunakan pada panel t0, yang awalnya dilepas sebelum waktunya karena kekhawatiran tentang kemungkinan kegagalan getas.
3.1.2 Diagnostik struktural
Gambar 13 dan 14 melaporkan pola retakan pada panel yang sudah tua setelah uji tekuk, masing-masing di sepanjang sisi 1 dan 3 (garis putus-putus menunjukkan posisi batang), serta bukaan retakan yang diasumsikan telah mencapai kedalaman tulangan, dan pemetaan potensi korosi (Ecorr vs. CSE) di sepanjang tulangan. Pola retakan pada kedua sisi 1 dan 3 menunjukkan beberapa kesamaan. Secara khusus, semua retakan hitam yang ditandai sebelum pengujian memiliki lebar lebih kecil dari 0,15 mm, nilai yang ditentukan berdasarkan inspeksi visual awal dan kemudian dikonfirmasi oleh penilaian yang dijelaskan di Bagian 3.2.2. Setelah uji tekuk skala penuh, satu retakan utama (lebar 3 mm saat pembongkaran) tercatat di tengah bentang, yang diakibatkan oleh pelebaran progresif retakan yang sudah ada sebelumnya. Retakan kecil lainnya, terutama selebar 0,05–0,4 mm saat pembongkaran, terdistribusi secara homogen di tempat lain. Retakan ini, yang mungkin sudah ada sebelumnya, bisa saja melebar karena uji mekanis dan mungkin terkait dengan cacat lokal atau penyusutan material yang tertahan. Masuk akal untuk berasumsi bahwa, setelah elemen dicor, serat baja mengendalikan perambatan retakan ini,23 membatasi pembukaannya sedemikian rupa sehingga awalnya tidak terlihat oleh mata telanjang, terutama pada kedalaman tulangan baja. Selain itu, beton berkinerja tinggi yang digunakan untuk elemen tersebut dicirikan oleh rasio w/c yang sangat rendah (w/c = 0,38, w/b = 0,20); oleh karena itu, banyak partikel semen yang tidak terhidrasi mungkin telah bereaksi selama 7 tahun paparan lingkungan yang tidak terlindungi, dan ini mungkin telah menyebabkan penyembuhan sendiri sebagian dari retakan.24 Pembebanan mekanis yang dilakukan setelah 7 tahun mungkin telah membuka retakan yang sudah ada tersebut. Tren potensi korosi di sepanjang tulangan juga menunjukkan beberapa kesamaan. Faktanya, pada kedua sisi 1 dan 3, Ecorr terutama berfluktuasi antara -100 dan +100 mV versus CSE, kecuali dalam korespondensi midspan (dan karenanya retakan utama), di mana penurunan potensial terdeteksi, mencapai nilai sekitar -170/-250 mV versus CSE. Hasil elektrokimia menunjukkan bahwa jauh dari midspan, batang masih dalam kondisi pasif; oleh karena itu, tertanam dalam beton alkali. Masuk akal untuk berasumsi bahwa lebar retakan cukup sempit untuk mencegah karbonasi mencapai kedalaman tulangan dan menyebabkan inisiasi korosi, baik selama 7 tahun paparan maupun setelah pengujian mekanis. Pertimbangan yang berbeda dapat dibuat dalam korespondensi midspan, di mana pengukuran elektrokimia menunjukkan bahwa batang mungkin dalam kondisi aktif; oleh karena itu, tertanam dalam beton berkarbonasi. Di sini, uji lentur skala penuh menyebabkan pelebaran yang cukup besar (hingga 3 mm saat pembongkaran) dari retakan yang sudah ada (warna hitam). Pada titik ini, cukup beralasan untuk berasumsi bahwa dinding retak mengalami karbonasi, setidaknya selama pemaparan panel lebih lanjut dalam kondisi luar ruangan yang tidak terlindungi setelah pembebanan mekanis, dan bahwa korosi dimulai dan menjalar pada baja.
Untuk memvalidasi hipotesis yang dibuat pada hasil elektrokimia, dilakukan uji destruktif. Gambar 15 dan 16 menunjukkan, untuk sisi 1 dan 3, inti yang dibor dari panel LB3, hasil uji karbonasi yang dilakukan dengan menyemprotkan fenolftalein, dan gambar segmen batang, sebelum dan sesudah pembersihan kimia. Lokasi yang dipilih untuk mengebor inti di setiap sisi sesuai dengan bentang tengah (lokasi B pada Gambar 13 dan E pada Gambar 14), ditambah satu lagi di setiap sisi bentang tengah yang sesuai dengan retakan kecil (lebar lebih rendah dari 0,2 mm, lokasi A, C, D, dan F). Dapat diperhatikan bahwa karbonasi dapat diabaikan pada beton yang kokoh dan sesuai dengan retakan kecil (Gambar 15 dan 16), bahkan ketika fenolftalein disemprotkan langsung pada dinding retakan (lokasi A pada Gambar 15). Hal ini menunjukkan bahwa kemajuan karbonasi sangat lambat, bahkan sesuai dengan retakan yang sempit, karena beton sangat kedap air. Perlu juga diingat bahwa panel dilapisi dengan cat putih eksterior yang, meskipun tampak terkelupas di beberapa lokasi, mungkin memiliki peran aktif dalam menghalangi penetrasi karbonasi. Di sisi lain, karbonasi superfisial terdeteksi pada dinding retakan yang berhubungan dengan retakan tengah yang lebih lebar (lokasi E pada Gambar 16). Mempertimbangkan gambar segmen batang, tidak ada produk korosi yang terlihat pada sampel yang diekstraksi jauh dari bentang tengah. Hanya sesuai dengan lokasi B di sisi 1 dan E di sisi 3, beberapa produk korosi terlihat jelas (Gambar 15 dan 16). Ini sesuai dengan pengukuran potensi korosi yang mampu mengidentifikasi lokasi paling kritis dengan korosi aktif. Namun, serangan korosif sangat dangkal, seperti yang diamati setelah penghilangan produk korosi secara kimia, yang konsisten dengan nilai potensi korosi (yang tidak terlalu rendah) dan periode terbatas perambatan korosi (sekitar 9 bulan, setelah uji mekanis). Kehadiran retakan lebar dengan dinding berkarbonasi tidak menyebabkan, setidaknya selama periode terbatas ini, terbentuknya serangan korosif lokal.
3.2 Pembengkokan melintang
3.2.1 Investigasi mekanis
Serupa dengan uji pembengkokan memanjang yang telah lama dijelaskan sebelumnya, prototipe yang telah lama juga dikenakan uji pembengkokan melintang (TB3) dalam kondisi pembebanan yang serupa. Pengaturan uji pembengkokan empat titik diadopsi, dengan bentang geser aTB 0,87 m dan jarak antara titik pembebanan 0,6 m (Gambar 4b). Pengujian dikontrol oleh perpindahan, dengan laju perpindahan kepala aktuator ditetapkan pada 15 μm/s.
Untuk pengujian ini, tiga deformometer kawat ditempatkan di tengah bentang untuk mengukur defleksi vertikal: satu (δ1) di bagian tengah dan dua (δ2 dan δ3) di dekat tepi. Dua PDT tambahan (δ4 dan δ5) ditempatkan di lokasi tempat kedalaman penampang berubah, di satu sisi spesimen. Pergeseran bukaan retak (COD) dipantau oleh tiga transduser: satu (COD1) di bagian tengah permukaan bawah dan dua (COD2,3) di dekat tepi. Regangan tekan (COM) diukur oleh tiga transduser di permukaan atas di lokasi yang sama. Instrumen di dekat tepi spesimen (COD2,3 dan COM2,3) juga memperhitungkan difusi beban, karena baik pisau pemuatan maupun penyangga tidak menutupi seluruh panjang spesimen.
Seperti pada kasus sebelumnya, siklus pembongkaran dan pemuatan ulang dilakukan untuk melacak perkembangan kerusakan pada panel. Pola retakan ditandai dengan warna berbeda yang sesuai dengan tingkat beban tertentu: (i) merah pada 65 kN, (ii) hijau pada 100 kN, dan (iii) biru di akhir pengujian. Retakan yang ada sebelum dimulainya pengujian ditandai dengan warna hitam. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 17, pengujian TB3 dihentikan pada langkah sekitar 70 mm karena lokalisasi retakan yang jelas di dekat salah satu ujung panel (Gambar 18), yang dikaitkan dengan perilaku pelunakan. Respons prototipe sangat mencerminkan temuan dari uji tekuk longitudinal. Panel yang sudah tua menunjukkan hilangnya kekakuan awal yang tertunda, dengan titik beban kritis terjadi sekitar 60 kN. Penundaan dalam degradasi kekakuan ini sejalan dengan peningkatan sifat mekanis material berbasis semen yang bergantung pada waktu. Selain itu, beban maksimum yang tercatat dalam pengujian TB3 konsisten dengan yang diamati dalam pengujian sebelumnya pada panel yang baru dicetak (TB1 dan TB2 pada t0), yang secara awal menunjukkan tidak ada kerusakan material yang signifikan dari paparan lingkungan, khususnya berkenaan dengan TRC di intrados, yang terutama mengatur kapasitas tekuk melintang maksimum. Seperti yang ditunjukkan juga dalam penelitian terbaru,25 TRC yang dibuat dengan serat kaca AR tidak mengalami variasi kinerja yang substansial saat terkena lingkungan alkalin, yang selanjutnya mendukung daya tahan material. Pengamatan ini juga dikonfirmasi oleh diagram P-COD dan P-COM yang ditunjukkan pada Gambar 19 dan 20. Perlu dicatat bahwa kekakuan yang lebih tinggi yang ditunjukkan oleh transduser COD1 dan COM1 dalam uji TB1 disebabkan oleh mekanisme kegagalan yang berbeda yang berkembang dalam uji khusus pada t0. Seperti yang didokumentasikan dalam Zani et al.,7 prototipe TB1 mengalami pembentukan engsel plastik melingkar di lapisan VHPFRC tengah, yang berperilaku seperti pelat tipis yang hampir rapuh yang didukung oleh bahan elastis yang lembut. Karena alasan ini, transduser yang ditempatkan di posisi tengah mengalami deformasi yang tertunda (COD1) atau hampir tidak ada (COM1).
3.2.2 Diagnostik struktural
Serupa dengan yang ditunjukkan sebelumnya, Gambar 22 dan 23 melaporkan pola retakan setelah uji tekukan sepanjang sisi 1 dan 3, serta bukaan retakan dan pemetaan potensi korosi, yang mengacu pada panel yang dibebani tekukan melintang. Dalam kasus ini, retakan susut yang sudah ada sebelumnya (ditandai dengan warna hitam) menunjukkan bukaan retakan yang lebih kecil dari 0,15 mm, sebagaimana ditentukan melalui inspeksi visual. Prosedur pembebanan dalam tekukan melintang tidak secara signifikan meningkatkan lebar retakan yang sudah ada sebelumnya, karena arah tegangan tarik utama tegak lurus dengan orientasinya (lihat Gambar 21). Karena pengukuran pasca-uji retakan lateral pada panel TB3 tidak menunjukkan bukaan yang melebihi 0,15 mm (lihat Gambar 22 dan 23), dapat dipastikan bahwa, bahkan pada LB3 sebelum pengujian, bukaan retakan tidak lebih besar dari nilai ini. Hal ini dibenarkan oleh fakta bahwa beban melintang tidak menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam lebar retak pada rusuk lateral, khususnya dalam korespondensi dengan batang tulangan. Oleh karena itu, masuk akal untuk berasumsi bahwa, dalam kasus ini, pemetaan elektrokimia yang dilakukan setelah uji mekanis lebih mewakili kondisi korosi selama 7 tahun paparan lingkungan yang tidak terlindungi. Tren potensi korosi di sepanjang tulangan selalu termasuk antara -100 dan +100 mV versus CSE, dengan nilai terendah tercatat dalam korespondensi retakan kegagalan horizontal yang lebar (lihat juga Gambar 18). Namun, nilai-nilai ini cukup tinggi untuk menganggap bahwa kedua tulangan masih dalam kondisi pasif (tidak ada korosi aktif yang terjadi) dan bahwa karbonasi kemungkinan tidak mencapai kedalaman tulangan.
4 KESIMPULAN DAN PENGEMBANGAN LEBIH LANJUT
Setelah 7 tahun terpapar kondisi luar ruangan tanpa pelindung, respons lentur panel atap berlapis-lapis yang terbuat dari beton berkinerja tinggi dinilai dan dibandingkan dengan dua elemen yang identik dan tidak menua. Hasilnya menunjukkan tidak adanya degradasi yang signifikan selama periode yang panjang ini, yang menunjukkan daya tahan material yang digunakan lebih unggul. Temuan ini mengonfirmasi pengamatan utama dalam literatur, yang mengidentifikasi peran positif tulangan terputus-putus dalam mengendalikan retakan dan, akibatnya, dalam menunda karbonasi dan proses degradasi lainnya.
Untuk menyelidiki lebih lanjut potensi inisiasi dan penyebaran korosi, kampanye diagnostik komprehensif dilakukan. Ini mencakup pengujian non-destruktif, seperti pengukuran elektrokimia dan inspeksi visual, serta pengujian destruktif setelah penyimpanan luar ruangan tanpa pelindung selama 9 bulan tambahan. Hasil penyelidikan ini memvalidasi keberhasilan desain asli dan pemilihan material dalam mempertahankan kinerja jangka panjang, bahkan setelah paparan faktor lingkungan yang menantang dalam waktu lama.
Meskipun kulit struktural berdinding tipis rentan terhadap kerusakan akibat penyusutan dan proses produksi, penggabungan material yang diperkuat serat berkinerja tinggi terbukti menjadi kunci untuk mengelola perambatan retak. Lebar retak maksimum yang terbentuk segera setelah pembuatan prototipe dan selama periode 7 tahun tetap berada dalam batas layanan yang umum, berukuran kurang dari 0,15 mm di sebagian besar panel. Produk korosi dan penetrasi bagian depan karbonasi terutama diamati di lokasi retakan lentur terluas, yang diukur setelah pembongkaran setelah uji mekanis dan menunjukkan bukaan sekitar 3 mm. Retakan ini, yang terletak di wilayah momen lentur maksimum, meluas secara signifikan karena luluhnya tulangan longitudinal yang terjadi selama uji lentur skala penuh.
Keberadaan produk korosi pada tulangan yang diekstraksi konsisten dengan periode perambatan korosi yang sangat singkat, yang menunjukkan bahwa degradasi ini tidak dapat dikaitkan dengan paparan lingkungan selama 7 tahun. Sebaliknya, hal itu menunjukkan bahwa sifat pelindung material, termasuk lingkungan alkali dan karakteristik kinerja tinggi beton, secara efektif mengurangi risiko korosi selama masa pakai.
Temuan ini menyoroti potensi daya tahan yang signifikan dari komposit berbasis semen berkinerja tinggi, yang menunjukkan ketahanannya dalam kondisi lingkungan yang menuntut. Desain panel sandwich tidak hanya memenuhi persyaratan daya tahan yang diharapkan tetapi juga melakukannya bahkan ketika retakan manufaktur kecil berkembang selama fase pengawetan dan pemaparan. Retakan ini, meskipun ada, tidak membahayakan integritas struktural panel, sebagaimana dibuktikan oleh kinerja mekanis yang stabil di bawah pengujian lentur. Faktanya, tidak ada penyimpangan signifikan dalam respons mekanis puncak yang dicatat dibandingkan dengan panel yang baru dicetak (t0), dengan semua variasi berada dalam rentang statistik yang diamati selama fase pembuatan prototipe awal.
Meskipun penelitian ini memberikan wawasan yang menjanjikan tentang perilaku jangka panjang panel tersebut, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memperkuat dan memperluas bukti eksperimental yang disajikan. Untuk menilai sepenuhnya ketahanan dan kinerja mekanis struktur beton berkinerja tinggi sepanjang masa pakai yang diharapkan, periode pengujian yang lebih lama, seperti 20–25 tahun, akan sangat penting. Lebih jauh lagi, melakukan pengujian skala meso di bawah degradasi yang dipercepat dapat memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang mekanisme ketahanan yang mendasarinya.
