TINJAUAN PUSTAKA
2.3 Kuat Lekat
Kuat lekat merupakan kekuatan lekatan antara tulangan dan beton di sekitarnya. Lekatan antar beton dan tulangan merupakan salah satu faktor yang berkontribusi paling penting dalam struktur beton modern. Karena beton memiliki kekuatan tarik rendah, berfungsinya sistem beton yang berisi tulangan secara signifikan bergantung sepenuhnya pada kekuatan ikatan antara dirinya dan tulangan tersebut. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan ikatan sangat banyak dan memiliki interaksi yang kompleks. Hampir setiap variasi dalam karakteristik kimia
11
atau fisik baik beton maupun tulangan baja cenderung memiliki beberapa efek pada kuat lekat. Namun, tiga faktor yang paling signifikan yang berkaitan dengan kekuatan ikatan dikembangkan antara beton dan tulangan adalah ; Chemical Adhesion, Friction dan Mechanical Interlock (Kayali,2004).
Padatulangan polos, lekatan yang terjadi merupakan adhesi kimia dan friksi antara permukaan tulangan dan beton yang mengelilinginya. Pada beban yang relatif kecil tulangan slip terhadap beton sekelilingnya, selanjutnya hanya ada friksi yang mempu menahan lekatan antara beton dan tulangan dimana friksi tergantung pada kondisi permukaan tulangan (Park dan Paulay, 1974). Sedangkan tulangan ulir selain adhesi kimia dan friksi ada mekanikal interlocking yang terjadi antara tulangan dengan beton, sehingga kapasitas lekatan pada tulangan ulir lebih tinggi jika dibandingkan dengan tulangan polos
Nuroji (2004) melakukan penelitian studi eksperimental lekatan antara beton dan tulangan pada penggunaan tulangan polos dan tulangan ulir, dalam penelitian nya membahas mengenai persamaan yang digunakan untuk menghitung kekuatan lekatan (bond strength) antara beton dan tulangan. Selain itu pola keretakan antara beton dan tulangan pada pengggunaan tulangan polos dan ulir menjadi konsentrasi dalam penelitian nay. Hasil penelitian menujukkan keruntuhan dari hasil pull out test pada tulangan ulr adalah splitting failure, dimana hal ini membuktikan bahwa bond pada tulangan ulir sangat didominasi oleh interlooking antara rib tulangan dan matrix beton disekitarnya. Sedangkan keruntuhan dari hasil
pull out test pada tulangan polos adalah keruntuhan slip. Selain pola keruntuhan yang terjadi, hasil penelitian menujukkan kurva hubungan bond-slip untuk tulangan polos terjad slip yang jauh lebih kecil dibanding dengan puncak kurva hubungan
bond-slip pada tulangan ulir. Hal ini terjadi dikarenakan mekanisme lekatan pada tulangan polos hanya dibentuk oleh adhesi dan friksi. Sedangkan pada tulangan ulir, mekanisme interlocking masih bekerja sampai mencapai beban maksimum meski adhesi telah hilang, bond menurun akibat splitting failure dan selanjutnya bond hanya dibebankan pada friksi.
Faktor lain yang mempengaruhi kekuatan lekatan tetapi berhubungan lebih khusus untuk beton itu sendiri pertama adalah karakteristik struktur seperti ketebalan cover, jarak antar tulangan dan panjang penyaluran. Ketebalan cover
12
merupakan faktor penting berkaitan dengan kegagalan pemisahan. Selain untuk melindungi tulangan dari pengaruh luar yang dapat menyebabkan korosi pada tulangan, cover beton juga berperan untuk mencegah terjadi splitting beton saat tulangan tertarik.
Sofi et all (2007) melakukan penelitian mengenai Bond performance pada antara tualngan dengan inorganic polymer concrete. Pada penlitiannya dilakukan pengujian dengan mengguanakn dua tipe spesimen untuk mengetahui perilaku lekatan yang terjadi pada beton dan tulangan yaitu beam end spesimen dan cubes direct spesimen. Hasil penelitian menujukkan peningkatan bond strength terjadi seiring dengan penurunan penggunaan ukuran diameter tulangan. Selain itu hasil penelitian menujukkan pola keruntuhan splitting failure terjadi pada penggunanan tulangan ulir, selain itu pola keetakan terjadi dan mengarah pada beam speseimen di daerah dengan ketebalan cover yang lebih kecil dibandingkan cover lainnya, seperti pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Pola keruntuhan pada beam end spesimens (Sofi et all 2007)
Hasil penelitian seperti pada gambar 2.3 terjadi pada hampir seluruh beam end spesimens, dimana keretakan yang terjadi tegak lurus pada daerah yang memiliki ketebalan cover lebih kecil. Hal ini menjukkan bahwa ketebalan cover mempengaruhi kuat lekat yang terjadi anatara beton dan tulangan khususnya pada pola keretakan yang terjadi.
Xing et al. (2015) melakukan penelitian mengenai perilaku lekatan pada tulangan dan beton pada penggunaan tulangan polos dan ulir. Dua tipe tulangan yang berbeda campuran material diantaranya tulangan baja dan tulangan campuran aluminium (al- alloy) digunakan dalam peneleitian ini. Hasil penelitian menujukkan
13
Slip terjadi pada free end dan semakin meningkat cepat seiring dengan peningkatan beban hingga mencapai beban maksimum. Pengaruh dari diameter tulangan dan panjang lekatan (Ld) pada penggunaan tulangan polos dan tulangan ulir menujukkan besarnya kuat lekat yang berbeda, dimana perbedaan yang terjadi sekitar 18,3% natara kedua bentuk permukaan tulangan tersebut. Pada panjang penyaluran yang kostan, dimana penggunaan ukuran diameter tulangan polos yang bervariasi menunjukkan besarnya kuat lekat menurun seiring dengan peningkatan pnggunaan ukuran diameter. Selain itu kuat lekat pada tulangan polos merupakan kontribusi dari adhesi dan frisksi, namun pada hal ini fiksi memberi kontribusi yang lebih besar ketika adhesi telah hilang.
Faktor yang mempengaruhi lekatan antara beton dan tulangan yang Kedua adalah properties dari tulangan yang digunakan seperti diameter, geometri dan tegangan leleh tulangan, sedangkan yang ketiga adalah properties beton yang meliuti kualitas beton terhadap kuat tekan, kuat tarik modulus elastistas, dan
poisson’s ratio.
2.3.1 Kuat Lekat Pada Beton Geopolimer
Beberapa pengujian telah dilakukan baru-baru ini meneliti dan membandingkan kekuatan lekatan tulangan baja pada beton geopolimer dan beton OPC.
Chang et al. (2009) melakuakn penelitan mengenai kuat lekat antara tulangan dan beton geopolimer pada beam spesimens. Pada penelitian ini compressive strength, ukuran diameter tulangan (db), pengaruh ketebalan cover beton terhadap diameter tulangan (c/db), serta pengaruh dari Ls/db menjadi parameter untuk mengetahui pengaruhnya terhadap kuat lekat antara beton dan tulangan. Hasil penelitian menujukkan bahwa kuat lekat antara beton dan tulangan semakin meningkat seiring dengan peningkatan c/db, berbeda hal nya dengan ls/db dimana terjadi penurunan kuat lekat terjadi seiring dengan peningkatan Ls/db. Pengaruh dari compressive strength menujukkan terjadinya peningkatan kuat lekat seiring dengan peningkatan compressive strength. Hasil penlitian yang ditunjukkan berdsarkan pengaruh dari beberapa parameter seperti yang telah dijelaskan, terjadi
14
pada beton geopolier maupun beton OPC. Namun apabila dibandingkan berdasarkan nilai kuat lekat yang terjadi besarnya kuat lekat beton geopolimer jauh lebih tinggi daripada beton OPC.
Sanker (2010) melakukan penelitian mengenai kuat lekat beton geopolimer dan beton OPC semen. Pada peneitian ini digunakan beam end spesimens dengan variasi ukuran diameter tulangan ulir sebesar 20 mm dan 24 mm dan variasi ketebalan cover 1.71 sampai dengan 3.62. Hasil penelitian menujukkan bahwa
beton geopolimer menujukkan pola keretakan yang sama dengan beton OPC pada pengujian pull out. Pada beton OPC maupun beton geopolimer bond strength yang terjadi meningkat seiring dengan peningkatan ketebalan cover dan peningkatan kuat tekan (compressive strength) pada beton. Hasil penelitian ini menujukkan dari kuat tekan, serta ketebalan cover mempengaruhi besarnya kuat lekat yang terjadi antara beton dan tulangan. Selain itu grafik hubungan antara kuat lekat terhadap ketebalan cover dan compressive strength menujukkan beton geopolimer memiliki nilai kuat lekat yang lebih tinggi dibandingkan dengan beton OPC.
Selby (2011) melakukan studi mengenai kuat lekat beton geopolimer yang dibandingkan dengan beton OPC dengan menggunakan tulangan polos dan tulangan ulir. Diameter tulangan yang digunakan dalam penelitian ini sebesar 12 mm dengan kuat tekan rata-rata beton geopolimer sebesar 25.65 MPa dan beton OPC sebesar 27.35 MPa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat lekat beton geopolimer relatif lebih besar dibandingkan beton OPC. Metode yang digunakan dalam perhitungan kuat lekat terhadap beton OPC dapat diaplikasikan untuk menghitung kuat lekat beton geopolimer. Lekatan kimiawi beton geopolimer lebih baik bila dibandingkan dengan beton OPC, namun untuk pengaruh bentuk dari tulangan pada tulangan ulir dengan ukuran diameter yang sama tidak memunjukkan hasil yang jauh berbeda antara beton OPC dengan beton geopolimer.
Kim dan Park (2015) melakukan studi mengenai pengaruh kuat lekat terhadap beton geopolimer dengan variasi diameter tulangan 10 mm,16 mm dan 25 mm dan variasi kuat tekan beton 20, 30, 40 MPa. Tulangan yang digunakan adalah tulangan ulir. Hasil penelitian menujukkan bahwa terjadi penurunan kekuatan lekat
15
dari 23,06 MPa hingga 17.26 MPa seiring dengan peningkatan penggunaan diameter sebesar 10 mm hingga 25 mm. Selain itu bila dibandingkan dengan beton normal didpatkan kapasitas lekatan beton geopolimer jauh lebih baik daripada beton normal.
