Pengaruh Steel Fiber Pada Sifat Mekanis Beton Dan Kapasitas Balok Beton Bertulang Pasca Kebakaran

Tesis

PENGARUH STEEL FIBER PADA SIFAT MEKANIS BETON DAN

KAPASITAS BALOK BETON BERTULANG PASCA KEBAKARAN

dipersiapkan dan disusun oleh

Emilia Kadreni

10486/1-1/930/98

telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

pada tanggal :

30 APRIL 2001

Ph.D.

Susunan Dewan Penguji

Anggota Dewan

ｰ ･ ｾ

Lain

ｾ

_{/ '}

Ｏ ｜

_{.,5 I}

. r

z>::

dr. Inq;1r. Andreas Triwiyono

G>-'

Pembimbing Utama

I

Pembimbing Pendamping

Ｎ ｾ

［

Ｏ ｴｾ ＬＮＯＯ

;

T

Ir. Barnban

Suhendro M.Sc.

Ir. Sudarmoko, M.Sc.

Tesis ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan

untuk memperoleh gelar Magister

.=-

.

Pengelola Program Studi : Teknik Sipil

I

II

I

l

,

t

i

_ _ _Ｂ Ｂ Ｇ ｾ ｾ _ _. _ . _ .｟ Ｎ ｟ Ｌ ｾ ﾷ Ｌ ｾ ＢＭ ｾ .._''"''''•...,...ＮＮＬＮＮＮ ｾ...''''',...__W_,">,.,,....｟ ＧＧＧ ｾ Ｎ ...ＧＧＧＧＧＧＧＧＧＮＮ Ｎ ＢＢ Ｎ ｾ ＮＮＮＬＮＮ ＮＮＮＮＮＬＬ ｾ Ｂ ＬＮＮ Ｎ ｾ...ｾ ...,...ＬＮＮＬＮＮＮＬＮ ｾ ＬＧ ｾ ＮＢＮ ｲ....ｾ ＮＭＢＧ '-..-'ＮＮＬ ｾｾｾｾ ｅ［ＡＮ ｾｾ ｫ ｲ＾［ ＮＧ ｲ ＮＢＬＢＢ ｾｾ ＺＭ ｾ Ｇ ｩ Ｇ［Ｚ ｯｫ ＼［ Ｎ ｾｾ ＧＢ ＿ｾＺｆＺＭＺ［ ｲｾ Ｑｩ Ｌ ｴＺｾｾ Ｇ ｩ［Ｊ ｾｾ ［ｾ ｩｦ ＮＮＤ ＺＧＴｾ ｗＵＺ ｲ ＫＫ

ABSTRACT

This research was conducted to study the influence of steel fiber addition

on structural behavior, ductility, stiffness, flexural capacity, first crack load, a

crack pattern and propagation of reinforced concrete beam after fire.

The mix proportion of fiber concrete was 1 cement; 100,008 sand; 80,007

gravel; 22,171 water; 0,5 superplasticizer, by weight with fiber volume fraction,

Vr

=

0,635% while for the normal concrete was 1 cement; 100 sand; 79,99

gravel; 22,49 water, by weight. The mechanical properties ofthe normal and fiber

concrete were obtained by performing standard split tensile strength, flexural tests

and compressive strength test. Two models of reinforced concrete beams, with

their dimension 15 em x 25 cm x 180 em, were prepared for normal and fiber

concrete. After 3 months, the beam models were put in fire with temperature of

400

0

C and 800

0

C for about three hours. The beams were then tested flexurally

3 days later.

For temperature of 25° C, 400° C and 800° C, the addition of steel fiber

increased tensile strength of 24,35%, 19,44%, 61,4%; compressive strength of

54,432%,63,033%, 102,56% ; the first crack load of 12,5%, 57,14%, 50 % and

the maximum load of 5,41 %, 3,03%, 3,22% respectively. The increase of

temperature would result in decreasing tensile strength and compressive strength

of 61,31% and 26,502% (fiber concrete), 58,79% and 30,379% (plain concrete)

when the temperature is 400° C; 89,73% and 67,623% (fiber concrete), 94,76%

and 75,316% (plain concrete) when the temperature is 800

0

C.

There was a

significant difference between MoR experiment with MoR theory up to 36,94%

(BF-25); 45,29% (BN-25); 38,29% (BF-400); 60,61% (BN-400); 77,60%

(BF-800) and 93,54% (BN-800). The decreasing of beam ductility was 3,64%

(BN-400); 38,31% (BF-400);16,88% (BN-800) and 42,21% (BF- 800). The

stiffness degradation of the normal concrete beams was 36,95% and 51,32% for

400°C and 800°C; while that of fiber concrete beams was 47,03% and 57,92%.

The amount of crack occur

in

concrete beams was significantly less than the

normal concrete beam.

Key words: steel fiber-concrete-after fire-mechanical properties-beam capacity

XVI

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan serat

baja terhadap kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur, perilaku struktural, daktilitas,

kekakuan, kapasitas lentur, beban retak awal

(first

crack load),

pola retak dan

proppagasi retak balok bertulang dengan dan tanpa dibakar serta membandingkan

hasil laboratorium yang di dapat dengan rumusan yang telah ada

Proporsi eampuran beton dihitung berdasarkan

specific gravity

bahan

penyusun beton, dengan grafik-grafik dari penelitian Suhendro (1991) untuk beton

normal dan beton serat dengan penambahan

steel fiber,

dengan Vr

=

0,635 %

(50 kg/nr'). Setiap jenis beton dibuat 2 buah silinder 15 x 30 em untuk pengujian

kuat tarik belah; 2 buah balok ukuran 15 x 15 x 60 em untuk pengujian kuat lentur

dan kuat tekan serta 2 buah model balok beton bertulang ukuran 15 x 25 x 180 em

untuk pengujian lentur balok dengan variasi pembakaran 400

0

C dan 800

0

C .

Penambahan serat baja pada temperatur kamar (25

0

C),

400

0

C, 800

0

C

dapat meningkatkan kuat tarik belah silinder berturut - turut sebesar 24,35%,

19,44%, 61,4 % ; kuat tekan beton sebesar 54,432 % ,63,033% , 102,56 % ;

beban retak awal

(first crack load)

12,5 %,7,14 % , 50 % dan beban maksimum

sebesar

5,41 % , 3,03 % , 3,22 %. Pertambahan temperatur mengakibatkan

penurunan kuat tarik belah sebesar 61,31 % (beton serat) ; 58,79 % (beton normal)

pada temperatur 400

0

C ; 89,73 % (beton serat) ; 94,76 % (beton normal) pada

temperatur 800

0

C serta kuat tekan beton sebesar 26,502

%;

(beton serat) ;

30,379 % (beton normal) pada temperatur 400

0

C

dan 67,623

%

(beton serat);

75,316 % (beton normal) pada temperatur 800°C. Terjadi perbedaan yang

signifikan antara MoR eksperimen dan MoR teoritis sebesar 36,94 % (BF-25);

45,29 % (BN-25), 38,29 % (BF-400); 60,61% (BN-400); 77,60 % (BF-800) dan

93,54 % (BN-800). Penurunan daktilitas beton sebesar 21,61 % (BN-400) ;

15,95 % (BF-400) ; 32,25 % (BN-800) dan 39,78 % (BF- 800). Penurunan

kekakuan terbesar pada temperatur 800

0

C pada beton serat maupun beton normal

sebesar satu setengah kali dibandingkan balok pengontrol. Retak pada benda uji

balok terjadi pada daerah lentur dengan pola mengikuti (meneruskan) retak

rambut yang telah ada akibat panas api dan propagasi (penyebaran retak) pada

beton serat lebih sedikit dibandingkan pada beton normal dengan dan tanpa

dibakar,

Kata kunei :

steel fiber

beton pasea bakar sifat sifat mekanis kuat lentur

-Kapasitas balok - pola retak

XVIL