BAB V PENGENDALIAN MUTU BETON
5.3. Perkuatan Struktur Beton
1) Uraian
a) Pekerjaan ini mencakup pekerjaan perkuatan struktur beton dengan
penambahan pelat baja, gelagar baja, fibre composite dengan jenis e-glass, aramid atau carbon atau penambahan kabel eksternal untuk menambah kekuatan pelat lantai atau gelagar beton bertulang atau beton pratekan jembatan, untuk meningkatkan kapasitas struktur beton jembatan.
b) Lingkup pekerjaan ini mungkin harus terkait pada pekerjaan
perbaikan retak atau perbaikan dimensi yang sesuai dengan seksi 3.4. dan 3.5.
2) Penerbitan Detail pelaksanaan
Detail pelaksanaan perbaikan retak, yang tidak termasuk dalam Dokumen Kontrak pada saat pelelangan akan diterbitkan oleh Direksi Pekerjaan setelah Penyedia Jasa menyerahkan hasil Pemeriksaan Lapangan sesuai dengan Seksi 1.2. dari Spesifikasi ini.
Persyaratan
1) Standar Nasional Indonesia (SNI)
SNI 07-1051-1989 : Kawat baja karbon tinggi untuk konstruksi beton prategang
SNI 07-1154-1989 : Kawat baja tanpa lapisan bebas tegangan untuk konstruksi beton, jalinan tujuh
SNI 07-1155-1989 : Kawat baja tanpa lapisan bebas tegangan untuk konstruksi beton
AASHTO, JIS :
AASHTO M 275M-00 : Uncoated High-Strength Steel Bar for prestressed Concrete
JIS K 7112 : Plastics-Methods of Determining the Density and Relative Density on Non-celular Plastics
JIS K 6833 : General testing Methods for Adhesives
JIS K 7208 : Compressive strength for Compressive
Properties of Plastics
JIS K 6850 : Tensile strength for epoxy resin
2) Bahan
a) Perkuatan Struktur Beton dengan Penambahan Pelat Baja dan/atau Gelagar Baja
Jenis bahan yang digunakan untuk perbaikan retak dengan perkuatan pelat baja atau penambahan gelagar baja mencakup 2 (dua) tahapan yaitu pekerjaan pekerjaan perbaikan retak dengan bahan epoxy resin sesuai dengan Seksi 3.4. pekerjaan perkuatan sesuai dengan Seksi 3.6. ini.
Bahan Perekat untuk Perbaikan Retak Beton
Bahan perekat yang digunakan untuk perbaikan retak sebelum dilakukan perkuatan sesuai dengan Seksi 3.4.2 dalam spesifikasi ini.
Bahan perekat antara pelat baja atau gelagar baja dengan struktur beton Bahan perekat yang digunakan untuk merekatkan pelat baja atau gelagar baja pada struktur beton harus mengikuti persyaratan sebagai berikut:
Berat Jenis (JIS K 7112) 1,13 ± 0,05
Kekuatan tekan (JIS K 7208) ≥ 60 MPa
Modulus elastisitas (JIS K 7208) (1,5 – 3,5) x
103 MPa
Kekuatan lentur (JIS K 7203) ≥ MPa
Kekuatan geser tarik (JIS K 6850) ≥ MPa
Kekerasan (JIS K 7215) ≥ 80 HdD
Viscosity ( JIS K 6838) ≥ 1500 ± 500
CPS
Jenis bahan perekat ini disyaratkan tidak boleh mengalami susut pada saat mengeras, sehingga bahan perekat tersebut harus merupakan bahan perekat dengan kandungan epoxy murni dan tidak mengandung bahan pelarut. Bahan perekat ini harus tahan terhadap air hjan, air laut, carbon monoxide atau H2SO4 dan sejenisnya.
(1) Bahan penutup
Bahan penutup yang digunakan harus sesuai dengan
persyaratan bahan penutup yang disyaratkan pada Seksi 3.4. dalam Spesifikasi ini
(2) Alat Penyuntik
Jenis alat penyuntik yang digunakan dalam perbaikan retak pada pekerjaan ini sesuai dengan persyaratan pada Seksi 3.4.. pada spesifikasi ini
(3) Pelat baja
Bahan pelat baja yang digunakan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
• Tebal pelat baja minimum 4,5 mm
• Mempunyai mutu sesuai dengan standar JIS G 3101
dengan grade minimum 42 (4) Gelagar baja
Gelagar baja yang digunakan harus memenuhi persyaratan AASHTO M 270-82 dan disambungkan dengan gelagar
induk (melintang) dengan baut mutu tinggi yang sesuai dengan standar AASHTO M 164-82.
(5) Baut Angker
Baut angker yang digunakan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
• Berat jenis (JIS K 6911) 1,2 ± 0,10
g/cm3
• Kekuatan tekan (JIS K 6911) ≥ 60 MPa
• Modulus elastisitas (ASTM D 695) (1,5 –
3) x 103 MPa
• Tegangan geser tarik (JIS K 6850) ≥ 12
MPa
Baut angker yang digunakan adalah baut mutu tinggi dan anti karat
Pipa aluminium
Sebagai pipa ventilasi dan pipa suntikan untuk memasukkan bahan perekat antara pelat baja atau gelagar baja dengan pelat beton digunakan pipa aluminium dengan diameter 10 mm.
Pembersih
Thinner digunakan sebagai bahan pembersih. Cat
Pelat baja atau gelagar baja yang sudah terpasang dengan kuat harus diberi lapisan pelindung cat anti karat yang terdiri dua lapisan yaitu cat dasar dan cat akhir. Car akhir merupakan cat marine yang pada umumnya diberi warna abu-abu.
b) Perkuatan Struktur Beton dengan Bahan Fibre Composite
Bahan yang digunakan untuk jenis perkuatan yang menggunakan bahan fibre composite dengan jenis e-glass, aramid atau carbon
serta bahan epoxy khusus yang digunakan untuk melekatkan bahan fibre pada struktur beton serta menjadikan bahan fibre menjadi komposit (fibre dan epoxy khusus yang menjadi satu kesatuan). Bahan fiber ini digunakan untuk bahan perkuatan atau
pengembalian kapasitas struktur jembatan dan disesuaikan dengan ketebalan bahan serta arah serat yang akan dipasang. Sifat-sifat material bahan fiber dan epoxy yang digunakan harus memenuhi syarat sebagai berikut:
Sifat bahan dalam kondisi kering
E-glass Aramid Carbon
Tensile Strength (Gpa) 3,24 3,1 3,79
Tensile Modulus (Gpa) 72,4 114 230
Ultimate elongation (%) 4,5 2,8 1,7
Density(g/cm3) 2,55 1,4 1,74
Sifat Bahan composite (Composite gross laminate properties) – e glass Propertiy ASTM Typical test
value
Design value
Ultimate tensile strength in primary fiber direction (Mpa)
D-3039 575 460
Elongation at break (%) D-3039 2,2 2,2
Tensile Modulus (Gpa) D-3039 26,1 20,9
Ultimate tensile strength 90 degrees to primary fiber(Mpa)
Sifat Bahan composite (Composite gross laminate properties) – aramid Propertiy ASTM Typical test
value
Design value
Ultimate tensile strength in primary fiber direction (Mpa)
D-3039 696,4 557,1
Elongation at break (%) D-3039 1,7 1,7
Tensile Modulus (Gpa) D-3039 40 32
Ultimate tensile strength 90 degrees to primary fiber(Mpa)
D-3039 0 0
Sifat Bahan composite (Composite gross laminate properties) – carbon Propertiy ASTM Typical test
value
Design value
Ultimate tensile strength in primary fiber direction (Mpa)
D-3039 1062 903
Elongation at break (%) D-3039 1,05 1,05
Tensile Modulus (Gpa) D-3039 102 86,9
Ultimate tensile strength 90 degrees to primary fiber(Mpa)
D-3039 0 0
Epoxy Material Properties
Property ASTM Method Typical test Value
Tensile strength ASTM D-638 72,4 Mpa
Tensile Modulus ASTM D-638 3,18 Gpa
Elongation ASTM D-638 5,0 %
Flexural Strength ASTM D-790 123,4 Mpa
3) Kesiapan Kerja
Penyedia Jasa harus mengirimkan contoh bahan yang akan digunakan beserta sertifikat hasil pengujian dan sertifikat keaslian produk yang akan digunakan dari pabrik pembuat sesuai dengan persyaratan.
Penyedia Jasa harus memberitahu Direksi Pekerjaan secara tertulis sebelum pelaksanaan pekerjaan perbaikan retak dan penambahan pelat atau gelagar baja beserta peralatan yang digunakan, dan jadwal pelaksanaannya.
4) Kondisi Tempat Kerja
a) Penyedia Jasa harus menjaga dan bertanggung jawab terhadap
kondisi tempat kerja, agar selalu dalam keadaan siap dalam setiap tahapan pelaksanaan, dan aman terhadap gangguan terhadap lingkungan serta bahan yang akan digunakan
b) Penyedia jasa harus menyediakan perlengkapan keamanan
keselamatan kerja untuk pekerjaan yang menggunakan bahan kimia yang berbahaya.
Pelaksanaan
1) Perkuatan dengan Pelat Baja dan/atau Gelagar Baja
a). Peralatan
Peralatan yang digunakan untuk melaksanakan pekerjaan perbaikan retak dengan perkuatan adalah sebagai berikut:
(1) Pompa : alat pemompa ini digunakan untuk memasukkan
cairan perekat ke dalam alat penyuntik bahan perekat.
(2) Mesin Gurinda dan sikat kawat : adalah alat yang
digunakan untuk membersihkan kotoran dan bekas beton yang tidak sempurna dan bekas penutup yang harus dibersihkan kembali.
(3) Mesin pemotong plat baja atau gelagar baja : adalah alat untuk memotong pelat baja atau gelagar baja guna menyesuaikan dimensi atau panjang yang harus dipasang.
b). Pelaksanaan
(1) Tahapan pekerjaan
Pekerjaan perkuatan dengan pelat baja atau gelagar baja ini dimulai dengan pekerjaan perbaikan retak struktur baja yang akan diperkuat, dan cara pelaksanaan perbaikan retak sesuai dengan Seksi 3.4.dari spesifikasi ini.
(2) Perekatan Pelat Baja
(a) Pelat baja yang dipakau adalah pelat baja yang sesuai
dengan jenis bahan yang disyaratkan pada Pasal 3.6.2 , dengan dimensi dan diberi lubang untuk angker serta lubang ventilasi dengan bor dimana lokasi ditentukan sesuai dengan gambar rencana.
(b) Permukaan struktur beton yang telah selesai diperbaiki
retaknya dengan bahan perekat kemudian dibersihkan terhadap bekas beton yang tidak sempurna dan karat-karat yang ditimbulkan oleh besi tulangan dengan mesin gurinda sesuai dengan petunjuk Direksi Pekerjaan.
(c) Beri tanda pada tempat dimana baut-baut angker akan
ditempatkan pada struktur beton, kemudian struktur beton dibor pada tempat-tempat yang sudah diberi tanda. Gunakan baut paku tembok (remseet), lengkap dengan fisher dan jenis baut yang sesuai dengan persyaratn.
(d) Bersihkan permukaan pelat baja yang akan dilekatkan
kemudian dibersihkan kembali dengan thinner untuk bagian yang akan menempel pada struktur beton.
(e) Kemudian pelat baja ditempatkan dengan posisi ± 5 mm
dari permukaan struktur beton dan selanjutnya kencangkan baut angker yang dipasang pada lokasi yang telah ditentukan tersebut di atas.
(f) Gunakan bahan penutup untuk menutup celah-celah
yang ada antara pelat baja dengan struktur beton, sambungan pelat baja, daerah antara pelat baja dengan pipa penyuntik dan pipa udara.
(g) M
(h) elalui lubang yang sudah diberi pipa-pipa penyuntik
pada pelat baja, kemudian pompakan bahan perekat sampai penuh yaitu dengan terlihat adanya cairan yang keluar dari pipa udara.
(i) Setelah selesai pekerjaan penyuntikan bahan perekat,
kemudian dapat dimulai pekerjaan pengecatan
permukaan pelat baja sesuai dengan gambar rencana dengan bahan seperti pada Pasal 3.4.
(3) Penambahan Gelagar
(a) Bersihkan permukaan gelagar yang akan direkatkan dari
karat dan kotoran sesuai petunjuk Direksi Pekerjaan, kemudiaa bagian yang akan direkatkan pada struktur beton dibersihkan kembali dengan thinner.
(b) Tempatkan gelagar tambahan tersebut pada lokasi yang
telah ditentukan sesuai gambar rencana dan berilah jarak sekitar 10 mm antara permukaan struktur beton dengan permukaan gelagar baja yang akan direkatkan.
(c) Pasang baut mutu tinggi pada lokasi yang telah
(d) Tempatkan pipa pengisi bahan perekat dan pipa udara sesuai dengan gambar rencana.
(e) Tutuplah delah antara gelagar dan struktur beton dan di
sekitar pipa pengisi serta pipa udara dengan bahan penutup (seal).
(f) Pompakan cairan bahan perekat yang sesuai dengan
persyaratan pada Pasal 3.4.2 melalui pipa pengisi hingga penuh dan jika pada pipa udara sudah terlihat keluarnya cairan bahan perekat, maka dapat dianggap bahwa bagian yang harus terisi bahan perekat sudah penuh.
(g) Kemudian lakukan pekerjaan pengecatan gelagar
dengan cat sesuai Pasal 3.4.2.
2) Perkuatan dengan Bahan Fiber
a). Persiapan permukaan
(1) Semua jenis lapis permukaan atau pelindung permukaan
struktur beton yang akan diperkuat dengan bahan fiber harus dibersihkan sampai permukaan beton yang kuat. Apabila pada permukaan beton atau selimut beton
mengelupas, atau terjadi karat, gompal dan atau retak, maka permukaan atau struktur beton tersebut harus diperbaiki terlebih dahulu sesuai dengan seksi 3.4 dan seksi 3.5.
(2) Pastikan semua kondisi permukaan struktur beton telah
diperbaiki, dan jika diperlukan mungkin adanya perbaikan atau penambahan baja tulangan terlebih dahulu.
(3) Bagian-bagian ujung struktur beton yang tajam harus
dibulatkan terlebih dahulu dengan jari-jari minimum 2 cm.
(1) Batas temperatur pencampuran bahan epoxy harus berada
pada batasan antara 10o – 38o C.
(2) Bahan epoxy harus dicampur dengan komposisi atau
proporsi yang telah ditetapkan dari pabrik pembuat selama 3 – 5 menit dengan mesin pengaduk kecepatan rendah
(3) Bahan epoxy tersebut tidak boleh melebihi batasan waktu
pencampuran sesuai dengan petunjuk dari parik pembuat.
(4) Semua persyaratan pencampuran baik untuk bahan epoxy
resin maupun serat fiber harus akurat sesuai dengan petunjuk pada setiap petunjuk yang tertulis pada setiap bungkusan.
c) Pemasangan fiber composite
(1) Semua permukaan struktur beton yang akan diperkuat dan
yang telah bersih serta dengan dimensi yang disyaratkan diberi lapisan epoxy dengan menggunakan kwas
(2) Kemudian serat fiber yang dilaburi dengan epoxy
dipasangkan pada struktur beton dengan menggunakan rol untuk menekan sesuai dengan arah serat yang disyaratkan dalam perancangan.
(3) Fiber yang dipasang tersebut harus sedemikian melekat
pada struktur beton sampai terjadinya kesatuan (tidak boleh adanya rongga antara bahan fiber dengan struktur beton), dan dipasang sesuai dengan arah serat yang disyaratkan.
(4) Untuk bagian sambungan bahan composite fiber tersebut
harus dilakukan overlap antara lapis awal dan lapis berikutnya pada arah serat yang disyaratkan sebesar 150 mm dan 75 mm untuk arah serat yang lain.
(5) Setelah selesai pemasangan lapis pertama, semua rongga udara harus dikeluarkan dengan menekan permukaan fiber dengan menggunakan tangan sehingga seragam, dan menghasilkan permukaan akhir yang disyaratkan.
d) Curing
(1) Waktu curing bahan fiber composite tersebut adalah 49 –
72 jam dan tergantung pada batas temperatur udara pada waktu pemasangan
(2) Temperatur curing harus dijaga sedemikian dalam batasan
yang disyaratkan.
(3) Bahan fiber composite yang telah mengeras harus
mempunyai ketebalan yang merata dan saling mengikat antar lapisan tanpa menunjukkan adanya jebakan udara.
e) Pekerjaan Akhir
(1) Setelah selesai semua proses pelaksanaan pada permukaan
struktur beton yang diperkuat atau dikembalikan
kapasitasnya, maka apabila disyaratkan maka permukaan tersebut dapat dilapisi kembali dengan plesteran dengan bahan khusus setelah 2 – 3 jam setelah selesai pemasangan bahan fiber composite dilaksanakan dan curing dapat dilaksanakan setelah 24 jam plesteran selesai dipasangkan
(2) Selain itu permukaan fiber composite yang telah selesai
curing dapat juga diberi lapisan cat setelah permukaan kering dengan cara mengusapkan jari tangan pada lapisan dan jari tidak merasa basah atau lengket.
3) Perkuatan Strktur Beton dengan Eksternal Stressing
a) Pekerjaan Persiapan
(1) Pekerjaan persiapan pada perkuatan atau pengembalian
kapasitas dengan cara eksternal stressing adalah pekerjaan pengembalian kondisi struktur beton yang mengalami kerusakan seperti retak, gompal, pengelupasan, keropos dan lain sebagainya.
(2) Semua struktur beton yang akan ditingkatkan kapasitasnya
harus dipastikan telah berada dalam kondisi tidak ada kerusakan beton terlebih dahulu, sebelum dilakukan perkuatan dengan eksternal stressing
b) Pelaksanaan
(1) Persiapan angkur harus dilaksanakan dan pada lokasi dan
posisi serta elevasi yang telah ditetapkan sesuai gambar rencana
(2) Pemasangan kabel eksternal stressing dan penarikan sesuai
dengan persyaratan pada Seksi 3.2.
(3) Gaya penarikan kabel dan jumlah kabel yang dipasang
harus sesuai dengan gambar rencana, dan dipastikan bahwa semua gaya dapat terbagi dengan baik pada gelagar, sehingga gelagar dapat bekerja sama dengan baik dalam peningkatan kapasitas yang harus dipikulnya.
(4) Setelah kabel prategang yang selesai dipasang, maka kabel
harus diberi pelindung dengan lapisan HDPE.
(5) Apabila diperlukan grouting, maka bahan grouting dan cara
pelaksanaan grouting harus sesuai dengan Seksi 3.2.
(6) Semua profil baja yang digunakan dan menjadi bagian dari
sistem perkuatan tersebut harus diberi lapisan pelindung anti karat.
DAFTAR PUSTAKA
Heniz Frick, 1981, Ilmu Konstruski Bahan Bangunan Kayu, Kanisius, Yogyakarta.
Hidayat, D & Suparmin Sarino. 1979. “Petunjuk Praktek Bahan Bangunan I”. Direktorat Menengah Kejuruan.
Jackson N., 1978, Civil Engineering Materials, English Language Book Society and Mac Millan, Hongkong.
John Stefford & Gay Mc. Murdo, 1983, Teknologi Kerja Kayu, Erlangga, Jakarta. Kardiyono, Tjokrodimuljo, 2005, Bahan Bangunan, Andi, Yogyakarta.
Singh G. 1979, Materials of Construction, Standard Book Service, Delhi. Tri Muliono, 2003, Teknologi Beton, Andi, Yogyakarta.
Wuryati Samekto, 1998. “Pengetahuan Bahan Bangunan I”. Diktat. Yogyakarta : FPTK –IKIP.
________________, 2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03 – 2847 – 2002.
---. 1981. “Standar Industri Indonesia. Cara Uji Butiran Pipih dan Panjang dalam Agregat Kasar untuk Beton. SII. 0456-81”. Departemen Perindustrian.
---.1990. “Standar Nasional Indonesia (SNI). Agregat Kasar untuk Beton, Cara Uji Butiran Pipih dan Panjang. SNI 03-1765-1990”.
---.1990, Petunjuk Pelaksanaan Perkerasan Kaku, Direktorat Jenderal Bina Marga Direktorat Pembinaan Jalan Kota, jakarta
---. “Standar Nasional Indonesia. Semen Portland”. ---. “Standar Nasional Indonesia. Kapur”.
