OHisashiburi… Concrete experiment.

It has been a while since I did experiment about concrete during my previous YSEP study. Here, in ITB, we rarely have experimental research especially for bachelor student final project. Mostly, we do computational research about some methods in analyzing structure behavior of building. I am kind of missing doing this experimental works although this kind of works consumes times and energy.

Fortunately, one of my college friends is doing her final project about fiber reinforced concrete flexural behavior. She discusses the effect of concrete mixed with silica fume and poly prophelene fiber to flexure characteristic of the concrete. In order to get the result, she has to casts and tests several concrete specimens which are compression test, tensile splitting test, and flexure test. She also has to cast her concrete specimen by her own (but off course with the help of technicians)

After knowing that she is doing such kind of research work, I voluntary help some of her experiment and casting works. Even though it is a tiring work, I just can miss the moment I touch the concrete and do analysis of many parameters regarding the research. At least, I can give my little knowledge about concrete experiment to her so I won’t bother her work.

So, I casted several concrete specimens with her and technicians. Unlike in TokyoTech, all of the experiments done here should be done by the help of technicians. Students are not allowed to use the tools by their own since it could risks the tools. The students could accidentally damage the tools and hinder the research progress of other people. As for this step, I forgot to take pictures of the casting works so let’s go to the next step, the experiment.

As I mentioned before, the experiment works are consisted of compression test, tensile splitting test, and flexure test. The compression test is used to measure the compressive strength of concrete and also can be used to measure the modulus of elasticity of concrete. The tensile splitting test is used to measure the tensile strength of concrete. The flexure test is use to measure the behavior of concrete beam when subjected to flexure loading. The pictures below show the flexure test or four point bending test.

From the above pictures, you can see the arrangement of the experiment. The left picture shows the universal testing machine that will push the beam down so flexure crack will occur as shown in the right picture. During the test, the load – midpoint vertical displacement of the specimen were measured using load cell and  linear variable differential transformer (LVDT) as shown in the picture below.

The load & displacement were monitored simultaneously using data logger.  It is just like a small computer that saves data in every period we determine before. It is the same logger that I used in TokyoTech but with fewer of channels. The data logger can only saves 10 channels of data while in TokyoTech, it can saves 30 channels of data. Also, here, they print the data; not saving it to the diskette just like what we did in TokyoTech.

The result of this test will be a graph that shows load – mid span displacement (or some people say deflection) as shown in the picture below. It is just an example so it might not be same with the result of this experiment. Note: The graph was taken from a journal titled: “Flexural Behavior of High-Strength Fiber Reinforced Concrete Beams” by Ashour & Wafa.

It is just so memorable to do this kind of experiment again since now I am dealing with computer analysis of a structure. From this experiment, I once again trained my muscle as well as my mind. Although it will be so bored and tiring to do it often, it is quite fun compared to just sit in from of computer for the whole day, actually ^_^

- Special thanks to Titi for allowing me to participate in her experiment.

- Special thanks to Anders and Seiko for encouraging me writing another post in english ^_^

Fibers of My YSEP Life

Seumur blog ini ada, saya belum pernah secara penuh membahas mengenai riset saya selama YSEP dulu. Terus terang saya merasa tidak enak karena tidak berbagi salah satu elemen penting dalam masa pertukaran pelajar saya itu. Oleh karena itu, dalam post ini saya akan sedikit membuka tabir riset yang pernah saya lakukan selama program YSEP. Kenapa sedikit? Karena sangat sulit untuk menjelaskan semuanya dalam satu post. Jadi marilah kita telusuri sedikit demi sedikit.

Sebagai pembuka, judul riset yang saya lakukan adalah “Fracture Mechanic of Fiber Reinforced Concrete” atau yang dalam bahasa Indonesia diterjemahkan menjadi “Mekanika Fraktur pada Beton Berserat”. Apa itu mekanika fraktur? Secara umum, mekanika fraktur adalah perilaku retak suatu bahan. Secara detail, didalamnya terdapat mekanisme terjadinya retak yang mencakup energi, pola retak, pengaruh jenis material, dan lainnya yang saya pun belum bisa menguasainya secara penuh.  Selanjutnya adalah Fiber Reinforced Concrete (Beton berserat). Beton berserat adalah beton yang dicampur dengan serat (fiber) yang berfungsi meningkatkan property si beton itu. Di masa kini, beton berserat lebih berfungsi meningkatkan kekuatan tarik atau juga meningkatkan daktilitas si beton.

Untuk membahas mekanika fraktur di post ini dibutuhkan waktu dan tenaga yang cukup besar agar tidak salah memberikan informasi. Menurut saya, hari ini bukan waktunya, akan saya post di lain waktu. Oleh karena itu, mari kita intip mengenai beton berserat, spesifiknya, serat-serat yang digunakan dalam riset saya.

Saya menggunakan 5 jenis serat dalam riset mekanika fraktur saya. Serat-serta tersebut terbuat dari material Baja, polyvinyl alcohol (PVA), dan sisal. Fiber baja terdiri dari 3 jenis dengan perbedaan diameter dan tipe ujung. Fiber ini terbuat dari material baja yang biasa kita lihat sehari-hari. Dibanding fiber lain, fiber baja memiliki kuat tarik yang paling besar. Fiber PVA  adalah fiber sintetik yang sangat ringan dibanding fiber baja. Meskipun demikian, fiber ini memiliki kuat tarik yang lebih kecil dibanding fiber baja. Tipe fiber terakhir adalah Sisal, fiber ini dibuat dari sejenis rumput-rumputan yang biasa digunakan sebagai bahan dasar pembuatan tambang untuk perahu-perahu kuno. Fiber ini digunakan sebagai alternative penggunaan fiber dari bahan alam. Selanjutnya, berdasarkan riset yang dilakukan oleh pendahulu lab saya, fiber sisal terbukti lebih baik dibanding fiber dari bambu atau  serat kelapa. Propert fiber-fiber secara detail dapat dilihat dalam tabel dibawah.

Berdasarkan tabel diatas, fiber baja terdiri dari SH62, SH72, dan SW. Perbedaan antara SH dan SW adalah SH untuk tipe fiber berujung lengkung sedangkan SW adalah untuk tipe fiber berujung gelombang seperti terlihat pada gambar dibawah. Selanjutnya, angka 62 dan 72 menunjukan perbedaan diameter fiber.

Tipe fiber PVA dan Sisal dapat dilihat pada gambar dibawah. Perlu diketahui, diameter fiber sisal yang digunakan lebih kecil dibanding diameter rata-rata fiber lain karena sifat alami fiber Sisal tersebut.

Fiber tersebut digunakan dengan cara dicampurkan dengan beton. Seperti pada gambar dibawah.

Kemudian, jadilah specimen riset saya. Specimen yang dibuat adalah Spesimen untuk Compression test, tensile splitting test, three Point bending test of notched beam (TPB), dan 1.8 m x 0.3 m beam specimen seperti pada gambar-gambar dibawah.

Baik, sekian dulu ulasan tentang riset saya. Akan saya lanjutkan di post-post selanjutnya.

Serpihan Cerita Dibalik YSEP

Sudah tujuh bulan lebih sejak saya menjejakan kaki di Narita.  Sangat banyak hal-hal baru yang saya alami di Negeri Sakura ini. Mulai dari mitos betapa disiplinnya orang Jepang, kecanggihan teknologinya, hingga kecantikan wanita-wanitanya. Beberapa posting di blog saya cukup menggambarkan sebagian kecil yang saya alami di Jepang.

YSEP, program yang saja jalani untuk studi di jepang ini, merupakan sebuah sarana bagi seorang mahasiswa untuk mengenal lingkukan akademik di Tokyo Institute of Technology (TIT) dan juga merupakan sarana bagi lab-lab di Tokodai untuk menjadi mahasiswa PhD-nya. Seorang teman sesama YSEP pernah berkonsultasi dengan professornya mengenai target yang dia inginkan dari seorang YSEP.  Dia bertanya, sebenarnya apa yang professor inginkan dari dirinya. Target apa yang dia harapkan bisa dicapai olehnya. Kemudian professor itu menjawab bahwa YSEP itu tidak memberikan sesuatu yang signifikan dalam bidang riset, tidak ada target bagi seorang YSEP untuk memberikan kontribusi yang besar dalam bidang Riset, yang beliau harapkan adalah bagi seorang YSEP untuk kembali ke lab beliau sebagai PhD student. Dari situlah beliau mengharap kontribusi nyata bagi labnya.  Beliau berkata bahwa YSEP datang ke lab beliau untuk belajar, oleh karena itu dia merasa berkewajiban untuk memberikan ilmu dengan metode yang dia pikir tepat kepada seorang YSEP.  Sebagai gambaran, tiap tahun cukup banyak mahasiswa baru graduate course yang dulunya telah selesai  melaksanakan program YSEP di TIT.

Melihat tujuan YSEP yang demikian, tidak ada kewajiban bagi seorang YSEP untuk giat bekerja di lab seperti anggota-anggota lab lainnya. Tidak ada kewajiban bagi sorang YSEP untuk menghasilkan sebuah tulian ilmiah yang dipublikasikan secara internasional. Namun, Metode pembelajaran yang diberikan professor terhadap mahasiswa YSEP lah yang memberi ciri khas pada program ini. Professor-professor di TIT, sebagai seorang manusia, memiliki heterogenitas dalam pola pikir dan gaya memimpin. Sebagian professor begitu tegas dan kaku dalam memimpin labnya. Sebagian professor memimpin labnya dengan lebih santai namun terarah.

Dengan menjadi YSEP, kita tegabung sebagai anggota sebuah laboratory. Disini kita harus mengikuti nilai-nilai yang dijalankan di lab tersebut. Kita juga harus mengikuti disiplin yang diterapkan sesuai gaya kepemimpinan professor di lab tersebut. Hal ini lah yang membuat aktivitas akademis  seorang YSEP bisa berbeda-beda antara YSEP satu dan YSEP lain. Semuanya tergantung pada gaya kepemimpinan professor yang memimpin lab tersebut.

Beberapa YSEP mengalami pengalaman ber-riset yang sangat sibuk. Hampir tiap hair harus melakukan eksperimen, hampir tiap hari harus ada di lab, hampir tiap minggu harus memberikan progress report. Ada juga YSEP yang benar2 menjalani aktivitas liburan di Jepang. Tidak ada presentasi progress, tidak ada eksperimen selama 6 bulan awal program, atau tidak perlu menghabiskan seharian waktu di lab.

Menjadi YSEP memang banyak memberikan keuntungan. Terlebih bagi mereka yang ingin melanjutkan studi graduate nya disini. Dengan menjadi YSEP, kita bisa mengetahui karakteristik lab yang ada di TIT. Kita bisa mempersiapkan diri untuk memasuki lab di TIT dan beraktivitas di dalamnya. Mengetahui sistem pendidikan yang berjalan di TIT.  Mempersiapkan diri untuk menempuh jenjang pendidikan yang lebih tinggi di negeri berteknologi tinggi, Jepang.

My First Technical Writing

For this three weeks I put all my brain on writing a paper for 2009 JSCE annual meeting. This paper should be submitted to JSCE committee by April 10th 2009. Before submitting to the committee I have to submit it to my lab’s Assistant professor to get a comment for revision and finally to my lab’s professor for the last and concluding comment for revision. And then I can send the paper to JSCE committee. It is quite a hard work to write a conference paper especially for the first-time-writing-paper-person like me.

The paper is only consisted of pages. It is a short story and conclusion of my research; what I was working on, what the result was and what the outcome was. The paper should be written in a given standard from JSCE. Although it is only two pages, it is not easy. We can’t do it carelessly, every flow of thinking should be written clearly. Every procedure should be written briefly. Every figure and table should be presented correctly. I should write a good English language paper. That why I have through many times of paper revision.

As for my research, I did 10 time concrete casts and 10 time concrete test to get enough data for this paper. My research is about identifying the fracture properties of high strength concrete reinforced with various fibers. I did 10 times of experiment involving 5 types of fibers and 1 type of hybrid fiber. In this paper, I analyze 4 properties of FRC. There are one is compressive strength, tensile strength, fracture energy, and tension softening curve. Though from these properties could lead me to more advance discussion, I just wrote general discussion in this conference paper.

My lab considers this paper as the first step in entering “paper” world. Laboratory member in bachelor and new master 1 grade should write this paper. The materials were taken from final project research for bachelor fourth year (B4) student and new master first year (M1) student. After submitting this paper, we have to submit paper to Japan Concrete Institute for the next steps. In the end, for Master second year (M2) student, they have to write a final graduation thesis.

Experiment Experience

Today will be my second day for testing my concrete specimen.

Let me give a quick look for this experiment.

I will conduct a measurement of fracture energy in a plain concrete. I have to do three kinds of tests which are compression test, tension splitting test, and three point bending test (for this test, I do JCI and RILEM standard~you probably won’t know ^_^). For compression and tension test, I had to make 4 specimen each. and for JCI and RILEM, I had to make 5 specimen each (what a great hard work since I used many molds that were very heavy and hard to clean). Totaly I cast about 90 cubic metres of 80 Megapascal concrete.

Yesterday I conducted Compression test and Tension Spliting test for 3 specimen of 7 day strength concrete. Actually, it has to be a single day test where all concrete specimen was tested. However, since I had to use a super expensive Data Loger (our lab has only two T_T, and it cost 5000.000 yen each), and the Data Loger was used by M1 student for their test, I had to wait until they finish their test. I don’t need data loger for compression and tension test. But I surely need data loger for Three point Bending test so that why I have to wait for the data loger.

Thats for today… Next I will post overview of Three Point Bending test.. ^_^

Thx.