METODOLOGI PENELITIAN
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA DATA
4.5 Hasil Pengujian Pull-Out .1Pola Keruntuhan .1Pola Keruntuhan
4.5.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kuat Lekat (Bond Strength)
Gambar 4.13 Hubungan Bond- Displacement atas LVDT beton OPC dan beton geopolimer pada 19 mm tulangan polos
Kurva bond- Displacement beton OPC menujukkan perilaku lekatan yang hampir sama dengan beton geopolimer. Perbedaan yang terjadi antara beton OPC dan beton geopolimer adalah besarnya kuat lekat, dimana kuat lekat beton geopolimer lebih besar dibandingkan beton OPC. Berdasarkan kurva bond Displacement beton geopolimer dan beton OPC seperti pada Gambar 4.12 dan Gambar 4.13 Displacement pada beton OPC terjadi lebih dahulu dengan kuat lekat yang lebih kecil dibandingkan beton geopolimer.
4.5.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kuat Lekat (Bond Strength)
Perhitungan kuat lekat rata-rata tiap variasi ukuran diameter serta bentuk permukaan, pada saat awal beban diberikan hingga terjadi keruntuhan dapat dilihat pada lampiran 1. Pada Tabel 4.24 dan Tabel 4.25 menujukkan kuat lekat maksimum rata-rata pada pada beton geopolimer dengan penggunaan tulangan polos dan ulir. Besarnya diameter tulangan, ukuran cover terhadap diameter tulangan, panjang
0 1 2 3 4 5 6 7 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 Bon d St re n gth (MPa ) Slip (mm) 19 mm GPC 19 mm OPC
82
penyaluran serta area lekatan yang mempengaruhi besarnya kuat lekat antara beton dan tulangan untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 4.14
Tabel 4.26 Kuat lekat rata-rata beton geopolimer dengan tulangan polos.
Tabel 4.27Kuat lekat rata-rata beton geopolimer dengan tulangan ulir.
Gambar 4.14 Area lekatan antara beton dan tulangan
Kuat lekat antara beton dan tulangan dipengaruhi oleh beberapa factor antara lain kuat tekan beton, ketebalan beton di sekitar tulangan (c/d), pengekangan pada beton dan geometri tulangan (Oragun et all 1977; Rangan dan Esfahani 1998).
No Diameter (d) mm Cover (c) mm Bond Length (Ld) mm (c/d) mm Bond Area mm4 Bond Strength (τ) MPa 5 x d π x d x Ld 1 12 150 60 5.75 2261 3.112 2 16 150 80 4.19 4019 6.77 3 19 150 95 3.45 5668 6.343 No Diameter (d) mm Cover (c) mm Bond Length (Ld) mm (c/d) mm Bond Area mm4 Bond Strength (τ) MPa 5 x d π x d x Ld 1 13 150 65 5.27 2653 23.316 2 16 150 80 4.19 4019 13.26 3 19 150 95 3.45 5668 7.386
83
Faktor yang mempengaruhi berdasarkan geometri tulangan mencakup berat tulangan, jarak dan bentuk dari permukaan tulangan. Pengaruh diameter tulangan, area lekatan, serta ketebalan cover beton terhadap diameter tulangan pada penggunaan tulangan polos dan ulir dapat dilihat pada Tabel 4.24 dan Tabel 4.25.
Bartlett dan Feldman (2005) melakukan penelitian mengenai kuat lekat pada specimen pull out dengan pengunaan tulangan polos. Hasil penelitian menunjukkan kuat lekat pada penggunaan tulangan polos menurun seiring dengan peningkatan penggunaan diameter tulangan. Dapat dilihat pada Tabel 4.24 dan pada Gambar 4.15 kuat lekat menurun seiring dengan peningkatan penggunaan diameter 16 mm dan 19 mm. Pada penggunaan 16 mm diameter tulangan polos, kuat lekat yang terjadi sebesar 6.48 MPa dan menurun sebesar 6.18 MPa pada penggunaan 19 mm. Pada pengguanaan 12 mm tulangan polos, kuat lekat antara beton dan tulangan sangat kecil yaitu sebesar 2.80 MPa. Pola grafik peningkatan serta penurunan yang terjadi pada penggunaan tulangan polos menujukkan hasil yang berbeda dengan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya.
Berbeda hal nya dengan penggunaan tulangan ulir, hasil penelitian seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.25 dan Gambar 4.16 menujukkan kuat lekat menurun seiring dengan peningkatan penggunaan diameter tulangan. Kuat lekat pada penggunaan 13 mm diameter tulangan ulir menujukkan nilai kuat lekat terbesar bila dibandingkan dengan penggunaan 16 mm dan 19 mm. Hasil penelitian ini sesuai dengan hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Kim dan Park (2005) menujukkan penurunan kuat lekat pada beton geopolimer dengan peningkatan penggunaan diameter tulangan. Beberapa penelitan mengenai pengaruh diameter tulangan terhadap kuat lekat telah dilakukan pada beton OPC, dimana hasil penelitian menujukkan terhjadi penurunana kuat lekat seiring dengan peningkatan penggunaan diameter tulangan (Oragun et all 1977).
Peengaruh dari penggunaan bentuk tulangan polos dan ulir terhadap kuat lekat pada beton geopolimer menujukkan perbedaan yang signifikan. Berdasarkan hasil penelitian seperti pada Tabel 4.24 dan Tabel 4.25 dapat dilihat besarnya kuat lekat pada penggunaan tulangan polos lebih kecil dibandingkan tulangan ulir.
84
Gambar 4.15 menujukkan pola grafik yang berbeda pada penggunaan tulangan polos dan ulir. Besarnya kuat lekat yang terjadi pada penggunaan 12 mm tulangan polos dan 13 mm tulangan ulir menujukkan perbedaan yang sangat signifikan, dimana besarnya kuat lekat pada tulangan ulir jauh lebih besar dibandingkan tulangan polos. Bond area (daerah lekatan) antara tulangan polos dan tulangan ulir tidak menujukkan besaran yang jauh berbeda, sehingga bond area antara 13 mm tulangan polos dan 12 mm tulangan ulir tidak mempengaruhi besarnya kuat lekat antara kedua tulangan.
Hal yang mendasari perbedaan kuat lekat yang terjadi pada tulangan polos dan ulir adalah ikatan yang terjadi antara tulangan dan beton. Pada tulangan polos lekatan antara beton dan tulangan hanya dibentuk oleh adhesi dan friksi, berbeda dengan tulangan ulir selain ikatan adhesi dan friksi kontribusi interlocking antara tib tulangan dengan matrix beton menjadi ikatan tambahan. Besarnya kuat lekat yang terjadi pada penggunaan tulangan 16 mm diameter polos dan ulir tidak menujukkan besaran yang jauh berbeda seperti pada penggunaan 12 mm tulangan polos dan 13 mm tulangan ulir. Besarnya perbedaan yang terjadi sekitar 50% dimana tulangan ulir menujukkan kuat lekat yang lebih besar dibandingkan tulangan polos.
Pengaruh bentuk tulangan terhadap kuat lekat pada penggunaan 19 mm tulangan polos dan ulir menujukkan hasil yang paling berbeda paling diantara ketiga variasi ukuran diameter tulangan. Hasil pengujian menujukkan perbedaan kuat lekat yang terjadi pada 19 mm tulangan polos dan ulir sekitar 15%, dimana besar perbedaan yang terjadi tidak terlalu signifikan. Hal ini menujukkan bentuk tulangan tidak mempengatuhi besarnya kuat lekat yang terjadi anatara kedua tulangan.
85
Gambar 4.15Hubungan kuat lekat terhadap variasi diameter tulangan polos dan tulangan ulir
Selain ukuran diameter tulangan, daerah lekatan tulangan dan beton, ketebalan cover tulangan terhadap diameter tulangan (c/d) juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kuat lekat anatara beton dengan tulangan. Sanker (2011) melakukan penelitian mengenai kuat lekat antara beton geopolimer dengan pengaruh variasi c/d. Hasil penelitian menujukkan kuat lekat meningkat seiring dengan peningkatan c/d. Pada penelitian ini pengaruh c/d terhadap kuat lekat beton geopolimer dapat dilihat pada Tabel 4.24 untuk tulangan polos dan Tabel 4.25 untuk tulangan ulir. Dapat dilihat pada Gambar 4.16 grafik pengaruh c/d terhadap kuat lekat pada penggunaan tulangan polos dan ulir, dimana menujukkan pola grafik yang berbeda.
Pada penggunaan tulangan ulir menujukkan hasil yang sama dengan penelitian yang telah dilakukan Sarker (2010) dimana peningkatan kuat tekan terjadi seiring dengan peningkatan c/d. Hasil yang berbeda ditunjukkan pada penggunaan tulangan polos, dimana pada c/d terbesar terjadi penurunan kuat lekat yang sangat signifikan. Perbedaan bentuk tulangan antara polos dengan ulir yang terjadi pada grafik bond strength terhadap c/d, menujukkan pola yang hampir mirip dengan grafik bond strength terhadap diameter. Pada penggunaan 19 mm diameter
3.11 6.77 6.34 23.32 13.26 7.39 0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Bon d St re n gth (MPa ) Diameter Tulangan Polos Tulangan Ulir
86
polos maupun ulir didapatkan besarnya c/d sebesar 3.45 dengan perbedaan kuat lekat yang tidak terlalu signifikan. Begitu pula yang terjadi pada penggunaan 16 mm diameter tulangan polos dan ulir, c/d yang didapatkan sebesar 4.16 dengan perbedaan kuat lekat yang cukup signifikan. Peningkatan c/d pada penggunaan diameter 16 mm dan 19 mm tulangan polos maupun tulangan ulir meningkatkan kuat lekat yang terjadi pada beton dan tulangan.
Hasil penelitian seperti pada Gambar 4.16 menujukkan peningkatan c/d meningkatkan kuat lekat terjadi pada penggunaan tulangan ulir, dimana peninggkatan yang terjadi berturut-turut sekitar 50% pada penggunaan 19 mm, 16 mm dan 13 mm tulamgan ulir. Hasil yang berbeda ditunjukkan pada penggunana tulangan polos, dimana peingkatan c/d hanya terjadi pada penggunaan tulangan polos dengan diamater 16 mm dan 19 mm. Peningkatan kuat lekat pada beton geopolimer dengan pengggunaan tulangan polos tidak menujukkan besaran yang signifikan seperti pada penggunaan tulagan ulir. Bahkan, penurunan kuat lekat terjadi pada penggunaan 12 mm tulangan polos dengan c/d yang terbesar.
Gambar 4.16 Hubungan kuat lekat terhadap c/d pada tulangan polos dan tulangan ulir
Berdasarkan pembahasan sebelumnya, pengaruh variasi ukuran diameter, besarnya area lekatan antara beton dan tulangan saling berhubungan dengan
3.11 6.77 6.34 23.32 13.26 7.39 0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 Bon d St re n gth (MPa ) c/d (mm) Tulangan Polos Tulangan Ulir
87
besarnya c/d antara beton dengan tulangan. Pada penggunaan 12 mm tulangan polos, besarnya area lekatan antara tulangan dan beton lebih kecil dibandingkan 16 mm dan 19 mm tulangan polos. Besarnya Friksi yang terjadi pada diameter 12 mm tulangan polos sangat jelas lebih kecil, meskipun dengan c/d yang lebih besar kuat lekat yang terjadi antara beton dan tulangan sangat kecil. Berbeda hal nya dengan 13 mm tulangan ulir, friksi yang terjadi pada tulangan ulir mendapat kontribusi tambahan yairu mechanical interlooking pada rib tulangan, dimana dengan penambahan rib pada tulangan friksi yang terjadi lebih besar dan mampu tertahan dengan c/d yang besar. Sehingga kuat lekat yang didapatkan oleh penggunaan 13 mm tulangan polos sangat besar bila dibandingkan 12 mm tulangan polos. Dikarenakan kuat lekat anatara beton dan tulangan sangat ecil pada penggunaan 12 mm tulangan polos, ukuran diameter ini tidak direkomendasikan secara struktural sebagai tulangan yang tertanam di dalam beton.
Pada penggunaan 16 mm tulangan polos dan ulir besarnya diameter serta area lekatan antara beton dan tulangan menigkatkan friksi yang terjadi antara beton dan tulangan. Besarnya c/d pada penggunaan 16 mm lebih kecil dibandingkan 12 mm tulangan polos dan 13 mm tulangan ulir, hal ini menyebabkan terjadinya penurunan kuat lekat antara beton dan tulangan. Pengurangan besarnya c/d pada penggunaan 16 mm tulangan ulir dan polos tidak mampu menahan besarnya friksi yang terjadi bila dibandingkan dengan 13 mm tulangan ulir, sehingga kuat lekat yang terjadi lebih kecil. Hal serupa terjadi pada penggunaan 19 mm tulangan polos dan ulir, dimana semakin besar penggunaan diameter tulangan, area lekatan yang terjadi antara beton dan tulangan semkin besar. Peningkatan penggunaan diameter tulangan mengurangi besarnya c/d antara beton dan tulangan, sehingga pada penggunaan 19 mm tulangan polos dan ulir besarnya friksi yang terjadi dengan c/d yang paling kecil bila dibadngkan dengan 16 mm dan 13 mm maupun 12 mm meenyebabkan kuat lekat yang terjadi semakin menurun. Hal ini dikarenakan c/d tidak mampu dalam menahan friksi yang besar pada penggunaan 19 mm tulangan ulir.
88
4.5.3.1 Perbandingan kuat lekat beton OPC dan beton Geopolimer
Pada penelitian ini, beton OPC digunakan sebagai pembandinng beton geopolimer. Hasil penelitian menujukkan pola yang sama terjadi pada beton geopolimer dan OPC. Sanker (2010) juga melakukan penelitian mengenai kuat lekat yang terjadi pada beton geopolymer dan beton OPC sebagai pembandingnya. Hasil peneitian menujukkan pola yang sama terjadi pada beton OPC dan beton geopolimer seperti pada Gambar 4.17 dan Gambar 4.18, diamana kuat lekat menurun seiring dengan peningkatan penggunaan diameter serta peninngkatan c/d meningkatkan kuat lekat yang terjadi antara beton dan tulangan. Perbedaan yang cukup signifikan terjadi pada penggunaan beton Geopolimer dan beton OPC adalah besarnya kuat lekat yang terjadi, dimana kuat lekat pada penggunaan beton geopolimer lebih besar dibandingkan beton OPC. Perbedaan kuat lekat yang terjadi sekitar sebesar 43% pada penggunaan 16 mm dan 48% pada penggunaan 19 mm. Hasil ini menujukkan bahwa kuat lekat antara tulangan beton geopolimer jauh lebih besar bila dibandingkan beton OPC, sehingga beton geopolimer dapat diguanakan sebagai material pengganti beton OPC
Gambar 4.17Hubungan kuat lekat beton geopolimer dan beton OPC terhadap variasi diameter tulangan polos
3.88 3.31 6.77 6.34 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 16 19 Bo n d S tr e n g th ( M Pa) Diameter Beton OPC Beton Geopolimer
89
Gambar 4.18 Hubungan kuat lekat terhadap c/d beton geopolimer dan beton OPC pada tulangan polos
4.6 Perbandingan Hasil Pengujian dengan Persamaan Empiris dalam
