STUDI EKSPERIMENTAL AWAL RESPONS PIEZOELEKTRIK PADA PAVING BLOCK BERPORI HEXAGONAL BERBASIS ABU SEKAM PADI (BIO-PIEZOBLOCK): PRELIMINARY EXPERIMENTAL STUDY OF PIEZOELECTRIC RESPONSE IN HEXAGONAL POROUS PAVING BLOCKS BASED ON RICE HUSK ASH (BIO-PIEZOBLOCK)

Bahar Amal

Authors

Bahar Amal Universitas Singaperbangsa Karawang

Keywords:

Abu Sekam Padi, Drainase Perkotaan, Paving Block Berpori, Piezoelektrik

Abstract

Pengembangan material perkerasan berpori yang mampu mendukung fungsi perkerasan sekaligus merespons beban mekanis akibat aktivitas manusia merupakan salah satu pendekatan dalam pengembangan infrastruktur perkotaan multifungsi dan berkelanjutan. Penelitian ini merupakan studi eksperimental awal untuk mengembangkan dan mengevaluasi prototipe BIO-PIEZOBLOCK berupa paving block berpori berbentuk hexagonal berbasis abu sekam padi (ASP) 8% yang diintegrasikan dengan elemen piezoelektrik. Penelitian bertujuan mengevaluasi karakteristik kuat tekan paving block serta respons tegangan piezoelektrik berdasarkan variasi jumlah dan distribusi elemen. Pengujian kuat tekan dilakukan terhadap lima benda uji pada umur 28 hari, sedangkan pengujian piezoelektrik dilakukan dengan variasi 1, 2, 6, dan 24 elemen. Pada konfigurasi 24 elemen, dibandingkan susunan tersebar pada beberapa posisi dengan susunan terkonsentrasi pada satu zona injakan. Hasil pengujian menunjukkan kuat tekan paving block sebesar 9,82–11,50 MPa dengan nilai rata-rata 10,51 ± 0,65 MPa. Pada pengujian piezoelektrik, konfigurasi 1, 2, dan 6 elemen serta 24 elemen yang tersebar menghasilkan respons tegangan yang relatif kecil, yaitu kurang dari 0,05 V AC. Sebaliknya, konfigurasi 24 elemen yang terkonsentrasi pada zona injakan menghasilkan respons sebesar 0,10–0,30 V AC, sedangkan keluaran DC yang teramati setelah proses konversi sekitar 0,1 V. Hasil tersebut menunjukkan bahwa efektivitas transfer beban dan distribusi elemen piezoelektrik berpotensi lebih berpengaruh terhadap respons tegangan dibandingkan jumlah elemen semata. Secara keseluruhan, BIO-PIEZOBLOCK menunjukkan potensi awal sebagai konsep paving block berpori dengan fungsi tambahan berupa respons piezoelektrik. Penelitian lanjutan diperlukan untuk mengevaluasi arus, daya, energi, karakteristik pembebanan, porositas, infiltrasi, dan durabilitas secara kuantitatif.

References

Badan Standardisasi Nasional. (1996). SNI 03-0691-1996: Bata beton (paving block). Badan Standardisasi Nasional.

De Silva, G. H. M. J. S., & Priyamali, M. W. S. (2022). Potential use of waste rice husk ash for concrete paving blocks: Strength, durability, and run-off properties. International Journal of Pavement Engineering, 23(7), 2265–2277. https://doi.org/10.1080/10298436.2020.1851029

Gaber, H., & AbdelRaheem, M. (2025). Piezoelectric energy harvesting from roadways: Challenges, advances, and future directions. Transportation Research Record, 2679(12), 760–779. https://doi.org/10.1177/03611981251353705

Hesami, S., Ahmadi, S., & Nematzadeh, M. (2014). Effects of rice husk ash and fiber on mechanical properties of pervious concrete pavement. Construction and Building Materials, 53, 680–691. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.11.070

International Electrotechnical Commission. (2025). IEC 63150-3:2025: Semiconductor devices—Measurement and evaluation methods of kinetic energy harvesting devices under practical vibration environment—Part 3: Human foot impact motion. International Electrotechnical Commission.

Johan, S. S., Ku Muhsen, K. N. D., Ghazaly, Z. M., & Ghazaly, M. M. (2025). The sustainability of piezoelectric device compatible with interlocking concrete pavement. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1548(1), 012005. https://doi.org/10.1088/17551315/1548/1/012005

Khankhaje, E., Jang, H., Kim, J., & Rafieizonooz, M. (2025). Utilizing rice husk ash as cement replacement in pervious concrete: A review. Developments in the Built Environment, 22, 100675. https://doi.org/10.1016/j.dibe.2025.100675

Li, C., Zhao, H., Tian, Y., & Lin, Z. (2022). Experimental investigation of piezoelectric energy harvesters applied in concrete pavement. Transportation Research Record, 2676(6), 25–34. https://doi.org/10.1177/03611981211069943

Mou, K., Ji, X., Liu, J., Zhou, H., Tian, H., Li, X., & Liu, H. (2025). Using piezoelectric technology to harvest energy from pavement: A review. Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), 12(1), 68–86. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2024.11.002

Song, G. J., Cho, J. Y., Kim, K.-B., Ahn, J. H., Song, Y., Hwang, W., Hong, S. D., & Sung, T. H. (2019). Development of a pavement block piezoelectric energy harvester for self-powered walkway applications. Applied Energy, 256, 113916. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.113916

Subramaniam, D. N., & Sathiparan, N. (2023). Comparative study of fly ash and rice husk ash as cement replacement in pervious concrete: Mechanical characteristics and sustainability analysis. International Journal of Pavement Engineering, 24(2), 2075867. https://doi.org/10.1080/10298436.2022.2075867