ANALISA DAN EKSPERIMEN KOMPOSIT KAYU
KELAPA - BETON BOX SECARA ELASTIS DAN ULTIMATE
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil
Oleh :
GINA CYNTHIA R HSB
07 0404 063
BIDANG STUDI STRUKTUR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
ANALISA DAN EK
BOX
Dalam mem Departe
Dosen Penguji
Prof.Dr.Ir. Bachrian Lubis, NIP. 19480206 198003 1 00
DEPA
UNI
ii
EKSPERIMEN KOMPOSIT KAYU KELA
BOX SECARA ELASTIS DAN ULTIMA
TUGAS AKHIR
Disusun untuk melengkapi persyaratan emperoleh gelar Sarjana Teknik pada Faku rtemen Teknik Sipil di Universitas Sumatera U
Oleh :
GINA CYNTHIA R HSB 07 0404 063
Disetujui Oleh :
Ketua Departemen Teknik Sipil
Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP. 19561224 198103 1 002
Dosen Pembimbing
Ir. Besman Surbakti, MT. NIP. 19541012 198003 1 004
Dosen Penguji D
is, MSc. Ir. Daniel Rumbi Teruna, MT. Ir. 003 NIP. 19590707 198701 1 002 NIP. 19
BIDANG STUDI STRUKTUR
EPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTA
MEDAN
2011
KELAPA – BETON
MATE
kultas Teknik era Utara
Dosen Penguji
r. Sanci Barus,MT. 19520901 198112 1 001
UR
SIPIL
UTARA
SURAT PERNYATAAN
Melalui surat ini, mahasiswa yang tersebut di bawah ini :
Nama : GINA CYNTHIA R HSB
NIM : 07 0404 063
Fakultas/Departemen : Teknik / Teknik Sipil
Judul Tugas Akhir : Analisa dan Eksperimen Komposit Kayu Kelapa – Beton Box secara Elastis dan Ultimate
Dosen Pembimbing : Ir. Besman Surbakti, MT.
menyatakan bahwa tugas akhir ini merupakan karya tulis yang orisinil (asli), dimana dalam hal ini segenap gagasan, sudut pandang dan analisa perhitungan tentang Analisa dan Eksperimen Komposit Kayu Kelapa Beton - Box telah dituangkan.
Dengan demikian, dilihat dari permasalahan serta tujuan yang hendak dicapai melalui penulisan tugas akhir ini, maka dapat dikatakan bahwa tugas akhir ini adalah merupakan karya sendiri yang asli dan bukan hasil jiplakan baik sebagian maupun keseluruhan dari skripsi atau tugas akhir orang lain, kecuali kutipan yang saya cantumkan sumbernya sesuai dengan kaedah penulisan karya ilmiah.
Medan, Mei 2011 Penulis,
GINA CYNTHIA R HSB NIM. 07 0404 063
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan
baik.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang
struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, dengan
judul “Analisa dan Eksperimen Komposit Kayu Kelapa-Beton Box secara Elastis dan
Ultimate”
Sungguh suatu hal yang luar biasa dimana akhirnya tugas akhir ini dapat
diselesaikan dengan baik dan tepat pada waktu yang diharapkan. Tugas akhir adalah
merupakan salah satu unsur yang sangat penting sebagai pemenuhan nilai-nilai tugas dalam
mencapai gelar Sarjana Teknik dari Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil di universitas
ataupun perguruan tinggi manapun di seluruh Nusantara, termasuk pula di Universitas
Sumatera Utara.
Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari
dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang
berperan penting yaitu :
1. Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, atas kesempatan dan waktu
yang telah diberikan kepada Penulis sehingga dapat menyelesaikan studi Strata-I di
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dengan baik.
v 2. Bapak Ir.Besman Surbakti,MT selaku pembimbing, yang telah banyak memberikan
dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam
membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Sanci Barus, MT., Bapak Ir. Daniel Rumbi Teruna,MT, dan Bapak
Prof.Dr.Ir.Bachrian Lubis,M.Sc selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan
yang diberikan kepada Penulis terhadap Tugas Akhir ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. Syahrizal, M.T selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak/Ibu seluruh staf pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
7. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas teknik Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada saya.
8. Buat keluargaku, terutama kepada kedua orang tuaku, ayahanda Dr.Ir.Gindo M
Hasibuan,MM dan ibunda dr.Erina O Siregar,SpB yang telah memberikan
motivasi,semangat dan nasehat serta kak Ogi yang telah banyak membantu saya.
9. Buat saudara/i seperjuangan,Rilly,Nanda,Titin,Nani,Ade,Dewi,Ari Yusman, Harli,
Didi,Juangga,Fadly, Yowa, Herry, Ghufran, Alfi,Iwan,Saki, Jay, Aulia, Dhani,
Ari(Galang),Gorby,Alef,Iqbal,Yusuf,Falah,Adit,Dicky,Tomo,Putri,Tesa,Dean,Vina,
Dita,Vivi,Dina, abang-abang dan kakak senior, bang Radi, adik-adik 2008,2009,2010
,serta teman-teman mahasiswa/i angkatan 2007 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya
terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.
vi 10. Untuk Mas Subandi dan ibu dan Bapak Zumono kantin beton.
11.
Dan segenap pihak yang belum Penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalammendukung dan membantu Penulis dari segi apapun, sehingga tugas akhir ini dapat
diselesaikan dengan baik.
.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata
sempurna. Yang disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman saya
dalam hal ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari
para pembaca demi perbaikan menjadi lebih baik.
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Mei 2011
Penulis (GINA CYNTHIA R HSB)
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR KEASLIAN PENULISAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR NOTASI ... xiii
ABSTRAK ... xvii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
I.1. Latar Belakang ... 1
I.2. Perumusan Masalah ... 4
I.3. Tujuan Penelitian ... 4
I.4. Metodologi ... 5
I.5. Batasan Masalah...6
I.6. Mekanisme Pengujian...7
I.7. Sistematika Penulisan...8
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 9
II.1. Kayu ... 9
II.1.1. Sifat Bahan Kayu ... 10
II.1.2. Sifat Fisis,Sifat Mekanis dan Kimia Kayu ... 10
II.1.2.1 Sifat Fisis Kayu... 11
a. Berat Jenis Kayu ... 11
b. Kadar Air Kayu ... 12
II.1.2.2 Sifat Mekanis ... 13
a. Keteguhan Tarik ... 14
b. Keteguhan Tekan ... 14
c. Keteguhan Geser ... 15
d. Keteguhan Lengkung (Lentur) ... 16
e. Keteguhan Belah ... 17
II.1.2.3 Sifat Kimia Kayu...17
II.1.3. Tegangan Bahan Kayu ... 18
II.1.4. Kuat Acuan Berdasarkan Pemilihan Secara Mekanis ... 23
II.1.5. Kuat Acuan Berdasarkan Pemilihan Secara Visual ... 24
II.2. Beton ... 28
II.2.1.Bahan-Bahan Penyusun Beton ... 36
II.2.1.1. Agregat ... 36
II.2.1.2. Semen ... 38
II.2.1.3. Air ... 39
II.2.2. Sifat-Sifat Beton ... 41
II.2.2.1. Kuat Tekan ... 42
II.2.2.2. Modulus Elastisitas Beton ... 44
viii
II.2.2.3. Kekuatan Tarik ... 46
II.3. Penghubung Geser (Shear Connector) ... 47
II.3.1 Paku... 48
II.4. Prinsip Perencanaan Struktur Komposit. ... 49
II.4.1. Metode Elastis ... 49
a. Analisis Elastis ... 49
b. Penempatan Paku Berdasarkan Metode Elastis ... 52
II.4.2. Metode Kekeuatan Batas (Ultimate) ... 54
a. Analisis Ultimate ... 54
b. Penempatan Paku Berdasarkan Metode Ultimate ... 55
c. Tahanan Lateral Terkoreksi ... 58
BAB III.METODOLOGI PENELITIAN ... 61
III.1.Pengujian Kayu ... 61
III.1.1.Persiapan Pengujian ... 61
III.1.2.Pelaksanaan Pengujian ... 61
III.1.2.1. Pemeriksaan Kadar Air ... 62
III.1.2.2. Pemeriksaan Berat Jenis ... 63
III.1.2.3. Pengujian Kuat Tekan ... 64
III.1.2.4. Pengujian Kuat Lentur dan Elastisitas pada Penurunan Izin dan pada Kondisi Ultimate ... 65
III.2.Pengujian Beton ... 69
III.2.1.Persiapan Pengujian ... 69
III.2.1.1.Semen...69
III.2.1.2.Agregat Halus...69
III.2.1.3.Agregat Kasar...70
III.2.2.Pembuatan Benda Uji Beton...70
III.2.3.Pengujian Kuat Tekan Beton ... 71
III.3.Pengujian Kuat Lentur Balok Komposit Kayu-Beton Box ... 72
III.3.1.Persiapan Pengujian Komposit...72
III.3.2.Pengujian Komposit...74
BAB IV.ANALISIS DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN ... 75
IV.1.Hasil Penelitian ... 75
IV.1.1.Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties Kayu ... 75
IV.1.1.1. Hasil Pemeriksaan Kadar Air ... 75
IV.1.1.2. Hasil Pemeriksaan Berat Jenis ... 76
IV.1.1.3. Hasil Pengujian Kuat Tekan Sejajar Serat Kayu ... 77
IV.1.1.4. Hasil Pengujian Kuat Lentur dan Elastisitas Lentur Kayu ... 78
IV.1.2.Kesimpulan Hasil Pengujian Physical dan Mechanical Properties ... 84
IV.2.Perencanaan Komposit Balok Kayu-Beton Box ... 86
IV.2.1.Perencanaan Model-1 Secara Elastis ... 86
IV.2.2.Perencanaan Model-2 Secara Ultimate ... 89
IV.3.Lendutan ... 96
IV.3.1.Lendutan Dengan Dua Beban Terpusat (P) ... 96
IV.4.Hasil Pengujian Komposit ... ...101
IV.5.Pengamatan Pada Percobaan ... 103
ix
IV.6.Diskusi ... 104
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 118
V.1. Kesimpulan ... 118
V.2. Saran ... 119
DAFTAR PUSTAKA ... xviii
LAMPIRAN ... xx
x
DAFTAR GAMBAR
BAB I
Gambar I.1 : Pemberian beban pada struktur komposit model 1 dan model 2 ... 7
BAB II Gambar II.1 : Batang yang menerima gaya tarik P ... 14
Gambar II.2 : Batang kayu menerima gaya tekan sejajar serat ... 15
Gambar II.3 : Batang kayu yang menerima gaya tekan tegak lurus serat ... 15
Gambar II.4 : Batang kayu yang menerima gaya geser tegak lurus arah serat ... 16
Gambar II.5 : Batang kayu yang menerima beban lengkung ... 17
Gambar II.6 : Hubungan antara beban tekan dengan deformasi untuk tarikan dan tekanan ... 19
Gambar II.7 : Tegangan tekan dan tegangan tarik ... 22
Gambar II.8 : Pembagian Kekuatan Pada Pohon Kelapa... 27
Gambar II.9 : Hubungan Kuat Tekan Beton dengan Faktor Air Semen ... 31
Gambar II.10 : Jenis-jenis Slump ... 40
Gambar II.11 : Grafik Hubungan Slump dengan Temperatur ... 41
Gambar II.12 : Grafik Hubungan Air dengan Temperatur ... 41
Gambar II.13 : Grafik Hubungan Kuat Tekan dengan Temperatur ... 43
Gambar II.14 : Perubahan bentuk beton terhadap waktu ... 44
Gambar II.15 : Hubungan antara beban,geser dan diagram momen...51
Gambar II.16.a : balok yang dibebani dengan beban – beban terpusat ... 51
Gambar II.16.b : Diagram gaya lintang ... 51
Gambar II.17.a : Distribusi tegangan geser ½ bentang ... 52
Gambar II.17.b : Nilai gaya geser pada zone 1 dan zone 2 ... 52
Gambar II.18 : Sambungan paku dengan variasi penetrasi ... 59
BAB III Gambar III.1 : Sampel pengujian untuk menentukan berat jenis ... 63
Gambar III.2 : Sampel untuk pengujian kuat tekan ... 64
Gambar III.3 : Sampel penelitian kuat lentur ... 66
Gambar III.4 : Penempatan dial beban pada sampel ... 66
Gambar III.5 : Sampel penelitian kuat lentur ... 67
Gambar III.6 : Penempatan dial beban pada sampel ... 68
Gambar III.7 : Model pengujian benda uji silinder beton ... .. 71
Gambar III.8 : Pengujian Kuat Lentur Balok Komposit kayu-beton box...73
BAB IV Gambar IV.1 : Grafik tegangan regangan hasil pengujian elastisitas kayu sampel-1 ... 79
Gambar IV.2 : Grafik regresi linear tegangan-regangan kayu sampel-1 ... 79
Gambar IV.3 : Grafik tegangan regangan hasil pengujian elastisitas kayu sampel-2 ... 80
Gambar IV.4 : Grafik regresi linear tegangan-regangan kayu sampel-2 ... 81
Gambar IV.5 : Grafik tegangan regangan hasil pengujian elastisitas kayu sampel-3 ... 82
Gambar IV.6 : Grafik regresi linear tegangan-regangan kayu sampel-3 ... 82
Gambar IV.7 : Dimensi komposit model-1 ... 86
Gambar IV.8 : Penghubung Geser komposit model-1 ... 87
Gambar IV.9 : Dimensi komposit model-2 ... 89
Gambar IV.10 : Diagram momen dan gaya lintang ... 96
Gambar IV.11 : Grafik beban –penurunan (Dial-1) pada komposit model -1 ... 106 Gambar IV. 12 : Grafik regresi linear beban –penurunan (Dial-1)
xi pada komposit model -1 ... 107 Gambar IV. 13 : Grafik beban –penurunan (Dial-3)
pada komposit model -1 ... 108 Gambar IV. 14 : Grafik regresi linear beban –penurunan (Dial-3)
pada komposit model -1 ... 109 Gambar IV. 15 : Grafik beban –penurunan (Dial-2)
pada komposit model -1 ... 110 Gambar IV. 16 : Grafik regresi linear beban –penurunan (Dial-2)
pada komposit model -1 ... 111 Gambar IV. 17 : Grafik beban –penurunan (Dial-1)
pada komposit model -2 ... 112 Gambar IV. 18 : Grafik regresi linear beban –penurunan (Dial-1)
pada komposit model -2 ... 113 Gambar IV. 19 : Grafik beban –penurunan (Dial-3)
pada komposit model -2 ... 114 Gambar IV. 20 : Grafik regresi linear beban –penurunan (Dial-3)
pada komposit model -2 ... 115 Gambar IV. 21 : Grafik beban –penurunan (Dial-2)
pada komposit model -2 ... 116 Gambar IV. 22 : Grafik regresi linear beban –penurunan (Dial-2)
pada komposit model -2 ... 117
xi
DAFTAR TABEL
BAB.II
Tabel II.1 : Nilai kuat acuan (Mpa) berdasarkan atas pemilihan secara
mekanis pada kadar air 15% (berdasarkan) PPKI NI – 5 2002…...23
Tabel II.2 : Nilai rasio tahanan...26
Tabel II.3 : Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu... 26
Tabel II.4 : Nilai Faktor Air Semen Menurut PBI 1971...31
Tabel II.5 : Kelas dan Mutu beton menurut PBI 1971...33
Tabel II.6 : Perbandingan kuat tekan beton pada berbagai umur untuk benda uji silinder yang dirawat di laboratorium...44
Tabel II.7 : Nilai Modulus Elastisitas beton Normal...46
Tabel II.8 : Tebal kayu yang diperkenanakan untuk beberapa ukuran paku...48
Tabel II.9 : Tahanan lateral acuan satu paku (Z) untuk satu pengencang dengan satu irisan yang menyambung dua komponen ... ... 56
Tabel II.10: Kuat lentur paku untuk berbagai diameter paku bulat ... ...57
Tabel II.11: Berbagai Ukuran Diameter dan Panjang Paku ... 58
BAB.IV Tabel IV.1 : Hasil pemeriksaan kadar air kayu ... 75
Tabel IV.2 : Hasil pemeriksaan berat jenis kayu ... 76
Tabel IV.3 : Hasil pemeriksaan kuat tekan sejajar serat kayu ... 77
Tabel IV.4 : Hasil pemeriksaan elastisitas kayu ... 78
Tabel IV.5 : Tabulasi perhitungan tegangan dan regangan sampel-1 ... 78
Tabel IV.6 : Tabulasi perhitungan tegangan dan regangan sampel-2 ... 80
Tabel IV.7 : Tabulasi perhitungan tegangan dan regangan sampel-3 ... 81
Tabel IV.8 : Rangkuman penelitian mechanical properties (PPKI 2002)... 84
Tabel IV.9 : Rangkuman penelitian mechanical properties (PPKI 1961) ... 85
Tabel IV.10: Tahanan lateral acuan satu paku (Z) untuk satu alat pengencang dengan satu irisan yang menyambung dua komponen ... ..92
Tabel IV.11: Nilai EI dari hasil percobaan komposit model-1 dan model-2...98
Tabel IV.12: Nilai kekakuan dari hasil percobaan komposit model-1...99
Tabel IV.13: Nilai Lendutan Teoritis Komposit model-1...99
Tabel IV.14: Nilai kekakuan dari hasil percobaan komposit model-2...100
Tabel IV.15: Nilai Lendutan Teoritis komposit model -2... ...100
Tabel IV.16: Data penurunan (Y) Hasil Komposit model-1 dan model-2...101
Tabel IV.17: Perhitungan Elastisitas Balok Komposit kayu-beton model-1 Dari Regresi Linear...102
Tabel IV.18: Perhitungan Elastisitas Balok Komposit kayu-beton model-2 Dari Regresi Linear...102
Tabel IV.19: Hasil percobaan Balok Komposit Kayu-beton...103
Tabel IV.20: Rangkuman Penelitian Mechanical Properties...104
Tabel IV.21: Rangkuman Penelitian Komposit Kayu-beton...105
Tabel IV.22: Rangkuman Teoritis Komposit Kayu-beton...105
DAFTAR NOTASI
n adalah safety factor adalah 2.25
Ppatah adalah beban patah
Pizin adalah beban yang diizinkan ρ adalah berat jenis (BJ), gr/cm3 Ew adalah modulus elastis kayu, kg/cm2
W adalah kadar lengas kayu, %
Gx adalah berat benda uji mula-mula, gr
Gku adalah berat benda uji setelah kering udara, gr
P adalah gaya luar
(tk/tr) adalah tegangan tekan/tarik yang terjadi, kg/cm2
P(tk/tr) adalah beban tekan/tarik yang terjadi, kg
A adalah luas penampang yang menerima beban, cm2
Ew adalah modulus elastis lentur,MPa
Fby adalah kuat lentur, MPa
Ft// adalah kuat tarik sejajar serat, MPa
Fc// adalah kuat tekan sejajar serat, MPa
Fv adalah kuat geser yang diizinkan, MPa
Fc┴ adalah kuat tekan tegak lurus serat, MPa
ρ adalah kerapatan kayu dalam kondisi basah, kg/m3
m adalah kadar air, %
fas adalah faktor air semen
fc’ adalah kuat tekan beton, kg/cm2
b adalah regangan beton, mm/mm
Ec adalah modulus elastisitas beton tekan, kg/cm2
c
w
adalah berat isi beton (kg/m 3
)
Fr adalah kuat tarik beton, Mpa
b adalah lebar penampang komposit, cm
btr adalah lebar tranformasi penampang komposit, cm
bw adalah lebar penampang balok kayu, cm
C adalah gaya tekan beton, kg
D adalah gaya lintang, kg
, Δ adalah lendutan, cm
EI adalah faktor kekakuan, kgcm²
Ew adalah modulus elastisitas kayu, kg/cm²
fb adalah tegangan lentur kayu, kg/cm²
h adalah tinggi total penampang komposit, cm
hw adalah tinggi penampang balok kayu, cm
I adalah inersia tampang, cm4
L adalah panjang bentang struktur komposit, cm
M adalah momen, kgcm
N adalah Jumlah penghubung geser
n adalah rasio modular
np adalah kuat geser satu penghubung geser, kg
P adalah beban, kg
S adalah statis momen, cm³
t adalah tebal beton, cm
adalah tegangan geser, kg/cm²
Tw adalah gaya tarik kayu, kg
V adalah gaya geser, kg
W adalah tahanan momen, cm³
D adalah diameter batang paku, mm
G adalah berat jenis kayu
S’ adalah gaya yang diperkenankan perpaku, kg
kd
σ adalah kokoh desak kayu, kg/cm2
// tk
σ adalah tegangan izin tekan sejajar serat, kg/cm2 Vh adalah gaya geser horizontal, kg
Qn adalah kuat nominal penghubung geser, kg
Z adalah tahanan lateral acuan satu paku, N
ts adalah tebal kayu sekunder, mm
Fem adalah kuat tumpu kayu utama, N/mm2
Fec adalah kuat tumu beton, N/mm2
p adalah kedalaman penetrasi efektif batang alat pengencang pada komponen
pemegang, mm
Fyb adalah kuat lentur paku, N/mm2 λ adalah angka kelangsingan Z’ adalah tahanan lateral terkoreksi
Cd adalah faktor kedalaman penetrasi
Ceg adalah faktor serat ujung adalah 0.67
Cm adalah faktor koreksi untuk sambungan paku miring adalah 0.83
Cdi adalah faktor koreksi untuk sambungan diafragma
CM adalah faktor koreksi layan basah
Cf adalah faktor koreksi ukuran adalah 1.0 (bila mutu kayu ditetapkan secara masinal)
Ct adalah faktor koreksi temperatur
Cpt adalah faktor koreksi pengawetan kayu
Crt adalah faktor koreksi tahan api λ adalah faktor waktu adalah 1.0 Zw adalah tahanan cabut, Newtons (N)
nf adalah jumlah alat pengencang
Zw’ adalah tahanan cabut terkoreksi
Ctn adalah faktor koreksi pada sambungan paku miring adalah 0.67
α adalah sudut yang dibentuk oleh beban dan permukaan kayu, dalam derajat (0º < α < 90º)
Zu adalah gaya perlu pada sambungan
φz adalah faktor reduksi tahanan untuk sambungan adalah 0.65 BJ adalah berat jenis kayu, gr/cm3
Wx adalah berat sampel kayu kering udara, gr
Vx adalah volume sampel, cm3
tk// adalah tegangan tekan sejajar serat, kg/cm2
P adalah beban tekan maksimum, kg
A adalah luas bagian yang tertekan, cm2
b adalah tegangan lentur yang terjadi, kg/cm2
L adalah panjang bentang, cm
b adalah lebar sampel, cm
h adalah tinggi sampel, cm
f adalah penurunan, cm
adalah regangan yang terjadi
x adalah rata-rata sampel
xi adalah hasil penelitian sampel ke-i
n adalah banyak sampel
Zmin adalah tahanan lateral acuan minimum, kg
Z’min adalah tahanan lateral acuan minimum terkoreksi, kg
npk adalah banyak paku
F adalah luasan
xvi
xvii ANALISA DAN EKSPERIMEN KOMPOSIT
KAYU KELAPA – BETON BOX SECARA ELASTIS DAN ULTIMATE
Abstrak
Pada pembangunan prasarana fisik, kayu sebagai unsur bahan bangunan turut memegang peranan penting. Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk menghemat penggunaan kayu dan mengatasi keterbatasan ukuran kayu yang ada di pasaran adalah dengan melakukan kombinasi antara kayu dan beton dalam satu kesatuan struktur komposit. Komponen struktur komposit kayu Kelapa–Beton Box adalah komposit yang terbentuk dari kayu kelapa dan beton, yang digabungkan menjadi satu kesatuan dengan perantara penghubung geser, sehingga mampu bereaksi terhadap beban kerja sebagai satu kesatuan.Dengan bahan tersebut sebagai komposit dapat diperoleh sifat gabungan yang lebih baik dari sifat komponen penyusunnya. Pemilihan kayu kelapa sebagai komponen dari komposit kayu Kelapa-Beton Box didasarkan atas kelebihannya yaitu ringan, mudah dikerjakan dengan harga yang relatif murah. Kayu ini tidak sekuat kayu kelas atas seperti damar, jati ataupun jenis lainnya, namun seiring dengan sulitnya mendapatkan kayu kelas I, maka penggunaan kayu kelapa menjadi suatu alternatif.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh gambaran perbandingan kuat lentur komposit kayu Kelapa–Beton Box dan mengetahui hubungan beban– lendutan struktur komposit serta pola retak yang terjadi bila ditinjau secara elastis dan ultimate.Pengujian struktur komposit menggunakan dua buah model.Model pertama dirancang berdasarkan metode elastis, sedangkan model kedua berdasarkan metode ultimate. Kayu kelapa didisain dengan ukuran penampang 3x3inci2 dan beton K-175 dengan ukuran penampang 5x5cm2 untuk kedua model. Panjang bentang struktur komposit adalah + 3,00 m dan penghubung geser yang digunakan adalah paku berdiameter 4,2 mm.
Dari pengujian diperoleh bahwa komposit Kayu Kelapa – Beton Box yang didisain secara ultimate mampu menahan beban 10 % lebih besar dibandingkan Komposit Kayu Kelapa - Beton Box yang didisain secara elastis.Dari hasil penelitian diharapkan komponen struktur Komposit Kayu Kelapa - Beton Box dapat dipakai sebagai bahan alternatif pilihan untuk konstruksi jembatan sederhana, khususnya bagi daerah terpencil yang sulit mendapatkan material penyusun beton, sementara banyak terdapat material kayu sehingga tercapai harga yang ekonomis.
Kata kunci : Komposit Kayu Kayu Kelapa–Beton Box, Penghubung Geser Paku, Elastis dan Ultimate.
xvii ANALISA DAN EKSPERIMEN KOMPOSIT
KAYU KELAPA – BETON BOX SECARA ELASTIS DAN ULTIMATE
Abstrak
Pada pembangunan prasarana fisik, kayu sebagai unsur bahan bangunan turut memegang peranan penting. Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk menghemat penggunaan kayu dan mengatasi keterbatasan ukuran kayu yang ada di pasaran adalah dengan melakukan kombinasi antara kayu dan beton dalam satu kesatuan struktur komposit. Komponen struktur komposit kayu Kelapa–Beton Box adalah komposit yang terbentuk dari kayu kelapa dan beton, yang digabungkan menjadi satu kesatuan dengan perantara penghubung geser, sehingga mampu bereaksi terhadap beban kerja sebagai satu kesatuan.Dengan bahan tersebut sebagai komposit dapat diperoleh sifat gabungan yang lebih baik dari sifat komponen penyusunnya. Pemilihan kayu kelapa sebagai komponen dari komposit kayu Kelapa-Beton Box didasarkan atas kelebihannya yaitu ringan, mudah dikerjakan dengan harga yang relatif murah. Kayu ini tidak sekuat kayu kelas atas seperti damar, jati ataupun jenis lainnya, namun seiring dengan sulitnya mendapatkan kayu kelas I, maka penggunaan kayu kelapa menjadi suatu alternatif.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh gambaran perbandingan kuat lentur komposit kayu Kelapa–Beton Box dan mengetahui hubungan beban– lendutan struktur komposit serta pola retak yang terjadi bila ditinjau secara elastis dan ultimate.Pengujian struktur komposit menggunakan dua buah model.Model pertama dirancang berdasarkan metode elastis, sedangkan model kedua berdasarkan metode ultimate. Kayu kelapa didisain dengan ukuran penampang 3x3inci2 dan beton K-175 dengan ukuran penampang 5x5cm2 untuk kedua model. Panjang bentang struktur komposit adalah + 3,00 m dan penghubung geser yang digunakan adalah paku berdiameter 4,2 mm.
Dari pengujian diperoleh bahwa komposit Kayu Kelapa – Beton Box yang didisain secara ultimate mampu menahan beban 10 % lebih besar dibandingkan Komposit Kayu Kelapa - Beton Box yang didisain secara elastis.Dari hasil penelitian diharapkan komponen struktur Komposit Kayu Kelapa - Beton Box dapat dipakai sebagai bahan alternatif pilihan untuk konstruksi jembatan sederhana, khususnya bagi daerah terpencil yang sulit mendapatkan material penyusun beton, sementara banyak terdapat material kayu sehingga tercapai harga yang ekonomis.
Kata kunci : Komposit Kayu Kayu Kelapa–Beton Box, Penghubung Geser Paku, Elastis dan Ultimate.
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Sejalan dengan pembangunan prasarana fisik yang terus menerus dilaksanakan, pengkajian dan penelitian masalah bahan bangunan masih terus dilakukan. Oleh karena itu masih selalu dicari dan diusahakan pemakaian jenis bahan bangunan dan model struktur yang ekonomis, mudah diperoleh, mudah pengerjaannya, mencukupi kebutuhan/kekuatan struktur dengan biaya yang relatif murah.
Struktur beton tetap menjadi struktur utama dan umum untuk keperluan berbagai konstruksi bangunan, dan dapat bernilai ekonomis untuk daerah yang melimpah serta mudah dalam mendapatkan material penyusun beton,sedangkan di daerah–daerah yang jarang dan sulit untuk mendapatkan material penyusun beton membuat struktur beton menjadi sangat mahal.
Kayu merupakan salah satu bahan bangunan yang banyak dijumpai, sering dipakai dan relatif mudah untuk mendapatkannya. Berat jenis kayu lebih ringan bila dibandingkan dengan baja ataupun beton. Selain itu kayu juga mudah dalam pengerjaannya. Ditinjau dari segi struktur, kayu cukup baik dalam menahan gaya tarik, tekan dan lentur. Ditinjau dari segi arsitektur, bangunan kayu mempunyai nilai estetika yang tinggi. Sebagai bahan bangunan yang dapat diperbaharui (“renewable”), kayu menjadi bahan bangunan yang relatif ekonomis.
Pada pembangunan prasarana fisik, kayu sebagai unsur bahan bangunan turut memegang peranan penting. Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk menghemat
2
penggunaan kayu sebagai bahan bangunan dan mengatasi keterbatasan ukuran kayu yang ada di pasaran, maka dilakukan kombinasi antara kayu dan beton dalam satu kesatuan struktur komposit.
Komponen struktur komposit adalah gabungan dua macam atau lebih bahan bangunan yang sama atau berbeda, yang mampu beraksi terhadap beban kerja secara satu kesatuan, sehingga kelebihan sifat masing–masing bahan yang membentuk komponen struktur komposit tersebut dapat dimanfaatkan secara maksimal. Aksi komposit dalam struktur dapat diartikan sebagai “interaksi antara elemen-elemen struktur yang berbeda dan dapat dikonstruksikan dari material struktur yang sejenis maupun tidak sejenis”.Komponen struktur komposit kayu–beton adalah komposit yang terbentuk dari bahan kayu dan beton, yang digabungkan menjadi satu kesatuan dengan perantara alat sambung geser, sehingga mampu bereaksi terhadap beban kerja sebagai satu kesatuan.
Perilaku komposit hanya akan terjadi jika potensi terjadinya slip antara kedua material ini dapat dicegah. Telah dijelaskan sebelumnya bahwa hal ini dapat teratasi jika gaya geser horizontal pada kedua permukaan kayu dan beton dapat ditahan dengan menggunakan penghubung geser.Penghubung geser yang dipasang pada bidang kontak balok dapat berupa penghubung geser menerus seperti perekat /lem, atau dapat juga penghubung geser yang dipasang secara discrete seperti baut,paku, pasak, dan alat penghubung geser lainnya yang sifatnya dipasang secara satuan.Pada penghubung geser yang dipasang menerus seperti perekat / lem, tidak akan terjadi slip pada bidang kontak. Maka komposit yang memakai lem sebagai penghubung geser akan beraksi sebagai komposit sempurna. Namun pemasangan penghubung geser seperti ini cukup rumit
3
mengingat besarnya bidang kontak yang harus direkatkan dan harus ada alat khusus untuk menahan dan melakukan pressing terhadap elemen – elemen yang akan disatukan. Penghubung geser yang dipasang secara discrete juga dapat beraksi sebagai komposit sempurna seperti pada komposit yang disatukan dengan perekat dengan cara memasang penghubung geser sedekat / serapat mungkin. Namun pemasangan penghubung geser yang terlalu rapat dapat menyebabkan perlemahan pada elemen struktur. Oleh karena itu dibutuhkan perhitungan yang tepat dan akurat untuk mendapatkan ukuran dan jarak penghubung geser yang paling tepat dan efisien.
Komposit kayu–beton dimungkinkan untuk menjadi alternatif pilihan, khususnya bagi daerah yang sulit mendapatkan material penyusun beton, sementara banyak terdapat material kayu sehingga tercapai harga yang ekonomis. Sudah tentu harus diketahui apakah komposit kayu – beton layak dan aman dipakai dalam struktur bangunan.
Penelitian yang telah dilaksanakan khusus pada pemakaian bahan komposit kayu–beton adalah sebagai batang tekan dan lentur. Dengan bahan tersebut sebagai komposit dapat diperoleh sifat gabungan yang lebih baik dari sifat komponen penyusunnya. Kekuatan batang struktur kayu meningkat karena tambahan beton, sedangkan keretakan beton dapat dicegah oleh kekuatan kayu. Tegangan tekan dapat ditahan oleh lapisan beton dan tegangan tarik oleh kayu. Tulangan yang digunakan pada beton dapat mencegah retak susut beton.
Atas dasar inilah perencanaan akan dilakukan dengan dua metode, metode elastis dan metode plastis untuk mengetahui struktur komposit kayu kelapa beton mana yang paling kekuatannya cukup tinggi untuk suatu struktur dengan biaya yang biaya relatif murah.
4
I.2 Perumusan Masalah
Dari penjabaran diatas, dirumuskan masalah yang ada, yaitu :
a. Bagaimana perilaku balok komposit kayu beton terhadap kekuatan lentur? b. seberapa besar kapasitas momen struktur komposit kayu–beton dalam memikul
beban?
c. Bagaimana bentuk grafik hubungan beban dan lendutan dari benda uji yang diteliti? d. Bagaimana pola retak yang terjadi pada komposit?
I.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
a. Melakukan analisis perhitungan komposit kayu beton yang menggunakan shear connector dengan metode elastis dan ultimate
b. Membuat model komposit kayu beton dengan variasi jarak shear connector c. Melakukan pengujian pembebanan terhadap komposit kayu beton di laboratorium d. Mengetahui besarnya lendutan dan beban maksimal dari pengujian
e. Memperoleh gambaran tentang kuat lentur komposit kayu–beton yang didesain secara metode elastis dan metode ultimate
f. Mengetahui gambaran pola retak yang terjadi pada komposit g. Membandingkan hasil teoritis dengan eksperimen
5
I.4 Metodologi
Adapun metodologi dan tahapan pelaksanaan yang digunakan dalam eksperimen tugas akhir ini adalah :
1. Pengujian physcal dan mechanical properties kayu untuk mendapatkan:
a. Kadar air,
b. Berat jenis,
c. Kuat tekan sejajar serat,
d. Tegangan lentur ultimate,
e. Elastisitas lentur kayu,
2. Pengujian kuat tekan beton,
3. Pendesainan komposit kayu-beton dengan 1 buah model berdasarkan metode elastis dan 1 buah model dengan metode ultimate,
4. Pembuatan 2 buah benda uji komposit kayu-beton dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Program Strata Satu ( S 1 ) Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara,
5. Pemberian beban akan dilakukan di Laboratorium Struktur Program Magister (S 2) Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
6
I.5 Batasan Masalah
Dalam penelitian yang dilakukan, ada beberapa lingkup masalah yang dibatasi, yaitu karakteristik bahan yang digunakan sebagai benda uji adalah sebagai berikut :
a. Kayu dianggap bersifat homogen dan ortotropis b. Kayu yang dipakai adalah kayu kelapa
c. Mechanical Properties konstan dari setiap jenis kayu pada satu balok kayu,
d. Dimensi balok kayu adalah 3 x 3 inch2 e. Kuat tekan beton rencana adalah K-175
f. Bentang benda uji balok komposit yang diuji adalah + 3,0 m g. Benda uji berupa balok kayu yang diselimuti beton setebal 5 cm
h. Model 1 didisain secara metode elastis dan model 2 didisain secara metode ultimate dengan ukuran yang sama
i. Tulangan beton yang dipakai tulangan minimum j. Pengaruh tulangan beton diabaikan
k. Komposit yang terjadi antara kayu – beton dianggap penuh (fully connected ) l. Penghubung geser yang dipakai dan diuji dalam penelitian ini adalah paku m. Beban pengujian merupakan beban terpusat
n. Beban dianggap bekerja pada pusat geser ( shear center ) sehingga balok tidak dibebani puntiran
7
I.6 Mekanisme Pengujian
Pengujian dilakukan dengan cara meletakkan balok komposit di atas 2 tumpuan,sendi dan rol.Kemudian diberi Beban statik dengan menggunakan Hydraulic Jack dengan kondisi dimana beton sudah mencapai umur 28 hari sampai benda uji runtuh. Beban P diberikan secara bertahap dan pada tiap tahap pembebanan dicatat lendutan yang terjadi pada titik-titik dimana dial gauge terpasang.Retak yang terjadi diberi tanda dan dicatat.Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar I.1 Pemberian Beban pada struktur komposit model-1 dan model-2
½ P ½ P
Kayu kelapa
Beton
8
I.7 Sistematika Penulisan
Sistematika Pembahasan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang dibahas pada Tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah, sistematika penulisan dari tugas akhir ini.
BAB II. STUDI PUSTAKA
Bab ini berisi uraian tentang kriteria kayu,beton serta penghubung geser (shear connector) yang akan digunakan sebagai suatu struktur komposit.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi uraian tentang persiapan penelitian mencakup penyediaan bahan dan pekerjaan pertukangan hingga pelaksanaan penelitian.
BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN
Bab ini berisi analisa dan hasil pengujian benda uji dalam penelitian ,meliputi : hasil pengujian kuat desak silinder beton, hasil pengujian kuat lentur kayu, hasil pengujian balok komposit kayu-Beton box.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh kegiatan tugas akhir ini dengan menitikberatkan pada perilaku struktur komposit kayu-beton box.
9
BAB II
STUDI PUSTAKA
II.1. Kayu
Kayu sebagai bahan konstruksi memiliki berbagai sifat yang sangat berbeda dengan bahan konstruksi lainya seperti baja, beton. Perbedaan ini meliputi sifat – sifat mekanik (mechanical properties) dan perilaku (physical behavior).
Kayu merupakan hasil hutan yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai dengan kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pemilihan dan penggunaan kayu untuk suatu tujuan pemakaian, memerlukan pengetahuan tentang sifat-sifat kayu. Sifat-sifat ini penting sekali dalam industri pengolahan kayu sebab dari pengetahuan sifat tersebut tidak saja dapat dipilih jenis kayu yang tepat serta macam penggunaan yang memungkinkan, akan tetapi juga dapat dipilih kemungkinan penggantian oleh jenis kayu lainnya apabila jenis yang bersangkutan sulit didapat secara kontinu atau terlalu mahal.
Sebagai bahan konstruksi alami, kayu mempunyai sifat – sifat fisis dan mekanis yang khas dan sangat berbeda dengan bahan konstruksi yang lain. Oleh karena itu, dalam pemanfaatan kayu sebagai bahan konstruksi kita harus sedikit banyaknya mengetahui tentang beberapa sifat – sifat kayu tersebut agar dalam penggunaannya dapat dikembangkan secara maksimal.
10 II.1.1 Sifat Bahan Kayu
Kayu berasal dari berbagai jenis pohon yang memiliki sifat-sifat yang berbeda-beda. Bahkan dalam satu pohon, kayu mempunyai sifat yang berbeda-beda. Dari sekian banyak sifat-sifat kayu yang berbeda satu sama lain, ada beberapa sifat yang umum terdapat pada semua jenis kayu yaitu :
1. Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam - macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa kimia berupa selulosa dan hemi selulosa (karbohidrat) serta lignin (non karbohidrat).
2. Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya (longitudinal, radial dan tangensial).
3. Kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopis, yaitu dapat menyerap atau melepaskan kadar air (kelembaban) sebagai akibat perubahan kelembaban dan suhu udara disekelilingnya.
4. Durabilitas kayu adalah daya tahan suatu jenis kayu terhadap faktor-faktor perusak yang datang dari luar kayu itu sendiri. Secara alami kayu mempunyai durabilitas tersendiri, dan berbeda untuk tiap jenis kayu. durabilitas kayu biasanya ditentukan oleh adanya zat ekstraktif yang terkandung di dalam kayu tersebut.
II.1.2 Sifat Fisis,Mekanis dan Kimia Kayu
Sifat dan kekuatan tiap-tiap jenis kayu berbeda-beda, sehingga penggunaan kelas kayu harus disesuaikan dengan konstruksi yang akan
11 dibuat. Oleh karena itu kita harus sedikit banyaknya mengetahui tentang beberapa ciri-ciri dan sifat-sifat kayu. Antara lain yang terpenting adalah mengenai sifat-sifat mekanis atau kekuatan kayu, yang merupakan kemampuan kayu untuk menahan muatan dari luar berupa gaya-gaya di luar kayu yang mempunyai kecenderungan untuk mengubah bentuk dan besarnya kayu.
II.1.2.1 Sifat Fisis Kayu
a. Berat Jenis Kayu
Berat jenis didefenisikan sebagai angka berat dari satuan volume suatu material. Berat jenis diperoleh dengan membagikan berat kepada volume benda tersebut. Berat jenis diperoleh dengan cara menimbang suatu benda pada suatu timbangan dengan tingkat keakuratan yang diperlukan. Untuk praktisnya, digunakan timbangan dengan ketelitian 20%, yaitu sebesar 20 gr/kg. Sedangkan untuk menentukan volume, cara yang umum dan mudah dilakukan adalah dengan mengukur panjang, lebar dan tebal suatu benda dan mengalikan ketiganya. Sebaiknya ukuran sampel kayu tidak kurang dari ukuran dari 7.5 cm x 5 cm x 2.5 cm
Mengingat kayu terbentuk dari sel – sel yang memiliki bermacam – macam tipe, memungkinkan terjadinya suatu penyimpangan tertentu . Pada perhitungan berat jenis kayu semestinya berpangkal pada keadaan kering udara, yaitu sekering – keringnya tanpa pengeringan buatan.
12 Berat jenis kayu biasanya berbanding lurus dengan kekuatan daripada kayu atau sifat – sifat mekanisnya. Makin tinggi berat jenis suatu kayu maka makin tinggi pula kekuatannya.
b. Kadar Air Kayu
Kayu sebagai bahan konstruksi dapat mengikat air dan juga dapat melepaskan air yang dikandungnya. Keadaan seperti ini tergantung pada kelembaban suhu udara di sekelilingnya, dimana kayu itu berada. Kayu mempunyai sifat peka terhadap kelembaban, karena pengaruh kadar airnya menyebabkan mengembang dan menyusutnya kayu serta mempengaruhi pula sifat-sifat fisis dan mekanis kayu.
Kadar air sangat besar pengaruhnya terhadap kekuatan kayu, terutama daya pikulnya terhadap tegangan desak sejajar arah serat dan juga tegak lurus arah serat kayu. Sel-sel kayu mengandung air, yang sebagian merupakan bebas yang mengisi dinding sel. Apabila kayu mengering, air bebas keluar dahulu dan saat air bebas itu habis keadaannya disebut titik jenuh serat (Fibre Saturation Point). Kadar air pada saat itu kira-kira 25 %-30 %. Apabila kayu
mengering di bawah titik jenuh serat, dinding sel menjadi semakin padat sehingga mengakibatkan serat-seratnya menjadi kokoh dan kuat. Maka dapat diambil suatu kesimpulan bahwa turunnya kadar air mengakibatkan bertambahnya kekuatan kayu.
Pada umumnya kayu-kayu di Indonesia yang kering udara mempunyai kadar air (kadar lengas) antara 12 %-18 %, atau rata-rata adalah 15 %. Tetapi
13 apabila berat dari benda uji tersebut menunjukkan angka yang terus-menerus menurun (berkurang), maka kayu belum dapat dianggap kering udara (jadi masih basah). Untuk menentukan secara kasar apakah kadar lengas kayu sudah di bawah 30 % atau belum, dapat digunakan rumus pendekatan seperti di bawah ini :
=1,15 − × 100%
Dimana :
W = Kadar air kayu (%)
Gx = Berat benda uji mula-mula (gr)
Gku = Berat benda uji setelah kering udara (gr)
Bila berat benda uji sudah menunjukkan angka yang konstan, maka kayu tersebut sudah dapat dianggap kering udara, sehingga kadar lengas kayu dapat diperoleh dengan cara :
= − × 100%
II.1.2.2 Sifat Mekanis
Sifat mekanis kayu meliputi keteguhan kayu, yaitu perlawanan yang diberikan oleh suatu jenis kayu terhadap perubahan-perubahan bentuk yang
14
P
P
Serat Kayu
disebabkan oleh gaya-gaya luar. Perlawanan kayu terhadap gaya-gaya luar ini dapat dibedakan menjadi:
a. Keteguhan Tarik
Keteguhan tarik adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap dua buah gaya yang bekerja dengan arah yang berlawanan dan gaya ini bersifat tarik (lihat Gambar II.1). Gaya tarik ini berusaha melepas ikatan antara serat-serat kayu tersebut. Sebagai akibat dari gaya tarik (P), maka timbullah di dalam kayu tegangan-tegangan tarik, yang harus berjumlah sama dengan gaya-gaya luar P. Bila gaya tarik ini membesar sedemikian rupa, serat-serat kayu terlepas dan terjadilah patahan. Dalam suatu konstruksi bangunan, hal ini tidak boleh terjadi untuk menjaga keamanan.
Tegangan tarik masih diizinkan bila tidak timbul suatu perubahan atau bahaya pada kayu, disebut dengan tegangan tarik yang diizinkan dengan notasi Ft (MPa). Misalnya, untuk kayu dengan kode mutu E26 tegangan tarik yang diizinkan dalam arah sejajar serat adalah 60 MPa.
Gambar II.1 Batang yang menerima gaya tarik P
b. Keteguhan Tekan
Keteguhan tekan/kompresi adalah kekuatan atau daya tahan kayu terhadap gaya-gaya tekan yang bekerja sejajar atau tegak lurus serat kayu.
G pa te ba di ada T te c g
Gaya tekan yang bekerja sejajar pada kayu tersebut (lihat Gamba tegak lurus arah serat akan menim
Gambar II.2 Batang
[image:34.842.323.612.212.290.2]Batang-batang yang panj bahaya kerusakan lebih besar ke dibandingkan dengan gaya tek adanya gaya tekan ini akan Tegangan tekan terbesar dimana tegangan tekan yang diizinkan, de
Gambar II.3 Batang kayu c. Keteguhan Geser
Keteguhan geser adalah ke gaya-gaya tekan yang bekerja p
jar serat kayu akan menimbulkan bar II.2). Sedangkan gaya tekan nimbulkan retak pada kayu (Gamba
ng kayu menerima gaya tekan seja
panjang dan tipis seperti papan ketika menerima gaya tekan seja ekan tegak lurus serat kayu. Se n menimbulkan tegangan tekan ana tidak menimbulkan adanya ba n, dengan notasi Fc (MPa).
yu yang menerima gaya tekan tega
h kekuatan atau daya tahan kayu a padanya, kemampuan kayu unt
15 kan bahaya tekuk kan yang bekerja
mbar II.3)
ejajar serat
pan, mengalami ejajar serat jika Sebagai akibat kan pada kayu. bahaya disebut
egak lurus serat
yu terhadap dua untuk menahan
g da te ke g pa not d. Ketegu te le st m pe da
gaya-gaya yang menyebabkan ba dari bagian lain di dekatnya. tegangan geser pada kayu (lihat G
Dalam hal ini, keteguhan keteguhan geser sejajar serat, ket geser miring. Tegangan geser ter pada pergeseran serat kayu dise notasi Fv (MPa)
[image:35.842.306.642.331.410.2]\
Gambar II.4 Batang kayu
teguhan Lengkung ( Lentur )
Keteguhan lengkung ( lent terhadap gaya-gaya yang berusah lengkung dapat dibedakan menja statik dan keteguhan lengkun menunjukkan kekuatan kayu perlahan-lahan, sedangkan keteg dalam menahan gaya yang menge
n bagian kayu tersebut bergeser at a. Akibat gaya geser ini maka hat Gambar II.4).
uhan geser dibagi menjadi 3 (tiga) , keteguhan geser tegak lurus serat da
terbesar yang tidak akan menimbul disebut tegangan geser yang diizi
kayu yang menerima gaya geser tega serat
lentur ) adalah kekuatan atau day usaha melengkungkan kayu tersebut
njadi 2 (dua) macam, yaitu keteguha ngkung pukul. Keteguhan leng
u dalam menahan gaya yang teguhan lengkung pukul adalah ke ngenainya secara mendadak.
16 atau tergelincir ka akan timbul
a) macam, yaitu t dan keteguhan mbulkan bahaya izinkan, dengan
tegak lurus arah
daya tahan kayu ebut. Keteguhan guhan lengkung engkung statik g mengenainya kekuatan kayu
17
P
g a r is n e tr a l
T e r te k a n
T e r ta r ik
[image:36.842.318.621.251.366.2]Balok kayu yang terletak pada dua tumpuan atau lebih, bila menerima beban berlebihan akan melengkung/melentur. Pada bagian sisi atas balok akan terjadi tegangan tekan dan pada sisi bawah akan terjadi tegangan tarik yang besar (lihat Gambar II.5). Akibat tegangan tarik yang melampaui batas kemampuan kayu maka akan terjadi regangan yang cukup berbahaya.
Gambar II.5 Batang kayu yang menerima beban lengkung
e. Keteguhan Belah
Keteguhan belah adalah kemampuan kekuatan kayu dalam menahan gaya-gaya yang berusaha membelah kayu. Kayu lebih mudah membelah menurut arah sejajar serat kayu. Keadaan kayu juga mempengaruhi sifat pembelahan, misalnya kayu yang basah lebih mudah dibelah daripada kayu yang telah kering.
II.1.2.3 Sifat Kimia Kayu
Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki tipe bermacam – macam dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa kimia berupa selulosa dan hemi selulosa (karbohidrat) serta lignin (non karbohidrat).
18 II.1.3 Tegangan Bahan Kayu
Istilah kekuatan atau tegangan pada bahan seperti kayu adalah kemampuan bahan untuk mendukung beban luar atau beban yang berusaha merubah bentuk dan ukuran bahan tersebut. Akibat beban luar yang bekerja ini menyebabkan timbulnya gaya – gaya dalam pada bahan yang berusaha menahan perubahan ukuran dan bentuk bahan. Gaya dalam ini disebut dengan tegangan yang dinyatakan dalam Pound / ft 2 . Dibeberapa negara satuan tegangan ini mengacu ke sistem Internasional ( SI ) yaitu N / mm 2 .
Perubahan ukuran atau bentuk ini dikenal sebagai deformasi atau regangan. Jika tegangan yang bekerja kecil maka regangan atau deformasi yang terjadi juga kecil dan jika tegangan yang bekerja besar maka deformasi yang terjadi juga besar. Jika kemudian tegangan dihilangkan maka bahan akan kembali kebentuk semula. Kemampuan bahan untuk kembali kebentuk semula tergantung pada besar sifat elastisitasnya. Jika tegangan yang diberikan melebihi daya dukung serat maka serat – serat akan putus dan terjadi kegagalan atau keruntuhan.
Deformasi sebanding dengan besarnya beban yang bekerja sampai pada satu titik . Titik ini adalah Limit Proporsional. Setelah melewati titik ini besarnya deformasi akan bertambah lebih cepat dari besarnya beban yang diberikan . Hubungan antara beban dan deformasi ditunjukkan pada gambar II.6 berikut .
19 Gambar II.6 Hubungan antara beban tekan dengan deformasi untuk tarikan dan
tekanan
Kayu memiliki beberapa tegangan, pada satu jenis tegangan nilainya besar dan untuk jenis tegangan yang lain nilainya kecil. Sebagai contoh tegangan tekan cenderung memperpendek kayu sedangkan tegangan tarik akan memperpanjang kayu. Biasanya kayu akan menderita kombinasi dari beberapa tegangan yang terjadi secara bersamaan meski salah satu jenis tegangan lebih mendominasi. Kemampuan untuk melentur bebas dan kembali kebentuk semula tergantung kepada elastisitas, dan kemampuan untuk menahan terjadinya perubahan bentuk disebut dengan kekakuan.
Modulus elastisitas adalah ukuran hubungan antara tegangan dan regangan dalam limit proporsional yang memberikan angka umum untuk menyatakan kekakuan atau elastis suatu bahan. Semakin besar modulus elastisitas kayu, maka kayu tersebut semakin kaku.
Istilah getas digunakan untuk mendeskripsikan deformasi yang terjadi sebelum patah. Dapat diperhatikan bahwa sifat getas ini bukan menyatakan kelemahan. Sebagai contoh, besi tuang dan kapas adalah bahan yang getas,
Beban
Deformasi
Tarikan
Tekanan Limit Proporsional
Limit Proporsional
20 walaupun besarnya beban yang dibutuhkan untuk mengakibatkannya hancur sangat berbeda.
Dalam mencari karakteristik kekuatan kayu ada dua cara yang dapat dilakukan. Pertama, dengan pengujian langsung di lapangan. Kedua, dengan penelitian. Karena pelaksanaan pengujian di lapangan memerlukan biaya yang besar maka pengujian dengan penelitian merupakan alternatif pemilihan.
Pada penelitian ada 2 (dua) jenis pengujian yang dapat dilakukan. Pengujian dengan menggunakan sampel kecil dan pengujian kayu sebagai struktural. Pengujian dengan menggunakan sampel penting untuk tujuan komparatif, yang memberikan indikasi bahwa sifat-sifat kekuatan setiap jenis-jenis kayu berbeda. Karena pengujian dirancang untuk menghindari pengaruh kerusakan lain, sehingga hasilnya tidak menunjukkan beban aktual yang mampu diterima dan faktor yang harus digunakan untuk mendapatkan tegangan kerja yang aman. Pengujian kayu dengan bentuk struktural lebih mendekati kondisi penggunaan yang sebenarnya. Secara khusus dianggap penting karena dapat mengamati kerusakan seperti pecah-pecah. Kelemahan pada pengujian ini adalah memerlukan biaya yang besar dan pekerjaannya sulit karena membutuhkan kayu dalam jumlah yang besar dan butuh waktu yang lebih lama. Selain itu, faktor pemilihan bahan dalam ukuran yang besar dengan kualitas yang seragam menjadi sangat penting dibandingkan dengan pemilihan sampel dalam ukuran kecil.
Pengujian dengan menggunakan sampel kecil telah memiliki standar pengujian. Karena sifat kekuatan kayu sangat dipengaruhi oleh kandungan air, pengujian dapat dilakukan dalam kondisi terpisah. Pengujian ini
21 dilakukan dengan menggunakan material kayu yang memiliki kandungan standar. Pengujian dilakukan pada bahan kering udara dengan kadar air yang diketahui dan angka-angka kekuatan tersebut dikoreksi terhadap kandungan air standar. Ketelitian dibutuhkan untuk mengeliminasi faktor-faktor yang dapat membuat variasi sifat kekuatan.
Pengujian dengan sampel kecil dari jenis-jenis kayu yang berbeda-beda kini telah dilakukan, dan banyak batasan data yang diperoleh. Angka-angka yang diterbitkan untuk kayu yang berbeda-beda dapat dibandingkan dengan metode pengujian yang telah distandarkan. Angka-angka ini sendiri dapat dipakai dalam memperhitungkan tegangan kerja karena faktor koreksi telah diperhitungkan.
Umumnya secara empiris hanya sedikit karakteristik kekuatan kayu yang diketahui. Sebagai contoh adalah kualitas kayu oak, kayu jati, dan kayu damar sebagai bahan struktur. Hasil pengujian berdasarkan nilai tegangan dan regangan dari kayu tersebut. Nilai tegangan diperoleh dari besarnya beban per luas penampang yang dibebani, dinyatakan dalam N/mm², atau :
Penampang Luas
Beban Tegangan(σ)=
Dan regangan didefinisikan sebagai deformasi per ukuran semula yaitu :
Mula Mula
Panjang
Deformasi regangan
− =
) (ε
Ada beberapa jenis tegangan yang dapat dialami oleh suatu material, yaitu tegangan tekan (Compression Strength), tegangan tarik (Tensile
22 Strength), dan tegangan lentur (Bending Strength). Pada tegangan tekan,
[image:41.842.300.630.325.449.2]material mengalami tekanan pada luasan tertentu yang menyebabkan timbulnya tegangan pada material dalam menahan tekanan tersebut sampai batas keruntuhan dan diambil sebagai nilai tegangan tekan. Demikian pula dengan tarikan, tegangan tarik timbul akibat adanya gaya dalam pada material yang berusaha menahan beban tarikan yang terjadi. Kemampuan maksimum material menahan tarikan adalah sebagai sebagai tegangan tarik (lihat Gambar II.7).
Gambar II.7 Tegangan tekan dan tegangan tarik
Tegangan yang bekerja :
A
P
tk trtr tk
) / ( ) /
(
=
σ
Dimana :
σ(tk/tr) = Tegangan tekan/tarik yang terjadi (kg/cm²)
P(tk/tr) = Beban tekan / tarik yang terjadi (kg)
A = Luas penampang yang menerima beban (cm²)
T e k a n a n
T e g . T e k a n
T a r i k a n
T e g . T a r i k
23 Secara teoritis, semakin ringan kayu maka semakin kurang kekuatannya, demikian juga sebaliknya. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa kayu-kayu yang berat sekali juga kuat sekali. Kekuatan, kekerasan dan sifat teknik lainnya adalah berbanding lurus dengan berat jenisnya. Tentunya hal ini tidak terlalu sesuai, karena susunan dari kayu tidak selalu sama.
II.1.4 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilahan Secara Mekanis
[image:42.842.243.655.562.775.2]Pemilihan secara mekanis untuk mendapatkan modulus elastisitas lentur harus dilakukan dengan mengikuti standar pemilahan mekanis yang baku. Berdasarkan modulus elastis lentur yang diperoleh secara mekanis, kuat acuan lainnya dapat diambil mengikuti tabel II.1. Kuat acuan yang berbeda dengan Tabel II.1 dapat digunakan apabila ada pembuktian secara eksperimental yang mengikuti standar-standar eksperimen yang baku.
Tabel II.1 : Nilai kuat acuan (MPa) berdasarkan atas pemilahan secara mekanis pada kadar air 15% ( berdasarkan PKKI NI - 5 2002 )
Kode
Mutu Ew Fb Ft// Fc// Fv Fc
┴ E26 E25 E24 E23 E22 E21 E20 E19 25000 24000 23000 22000 21000 20000 19000 18000 66 62 59 56 54 56 47 44 60 58 56 53 50 47 44 42 46 45 45 43 41 40 39 37 6,6 6,5 6,4 6,2 6,1 5,9 5,8 5,6 24 23 22 21 20 19 18 17
24 E18 E17 E16 E15 E14 E13 E12 E11 E10 17000 16000 15000 14000 13000 14000 13000 12000 11000 42 38 35 32 30 27 23 20 18 39 36 33 31 28 25 22 19 17 35 34 33 31 30 28 27 25 24 5,4 5,4 5,2 5,1 4,9 4,8 4,6 4,5 4,3 16 15 14 13 12 11 11 10 9 Dimana :
Ew = Modulus elastis lentur
Fb = Kuat lentur
Ft// = Kuat tarik sejajar serat
Fc// = Kuat tekan sejajar serat
Fv = Kuat Geser
Fc┴ = Kuat tekan tegak lurus
II.1.5 Kuat Acuan Berdasarkan Pemilihan Secara Visual
Pemilahan secara visual harus mengikuti standar pemilahan secara visual yang baku. Apabila pemeriksaan visual dilakukan berdasarkan atas pengukuran berat jenis, maka kuat acuan untuk kayu berserat lurus tanpa cacat dapat dihitung dengan menggunakan langkah-langkah sebagai berikut :
25 a. Kerapatan ρ pada kondisi basah (berat dan volume diukur pada kondisi basah, tetapi kadar airnya lebih kecil dari 30 %) dihitung dengan mengikuti prosedur baku. Gunakan satuan kg/m³ untuk ρ. b. Kadar air, m % (m < 30), diukur dengan prosedur baku.
c. Hitung berat jenis pada m % ( Gm ) dengan rumus :
d. Gm =
ρ
/ [1000 (1 + m/100)]e. Hitung berat jenis dasar ( Gb ) dengan rumus :
f. Gb = Gm/ [1 + 0,265 a Gm] dengan a = (30 – m ) / 30 g. Hitung berat jenis pada kadar air 15 % ( G15 ) dengan rumus :
G15 = Gb / (1 – 0,133 Gb)
h. Hitung estimasi kuat acuan, dengan modulus elastisitas lentur (Ew) = 16500 G0.7, dimana G : Berat jenis kayu pada kadar air 15 % = G 15 .
Untuk kayu dengan serat tidak lurus dan/atau mempunyai cacat kayu, estimasi nilai modulus elastis lentur acuan pada point f harus direduksi dengan mengikuti ketentuan pada SNI (Standar Nasional Indonesia) 03-3527-1994 UDC (Universal Decimal Classification) 691.11 tentang “Mutu Kayu Bangunan“ yaitu dengan mengalikan estimasi nilai modulus elastis lentur acuan dari Tabel II.1 tersebut dengan nilai rasio tahanan yang ada pada Tabel II.2 yang bergantung pada kelas mutu kayu . Kelas mutu kayu ditetapkan dengan mengacu pada Tabel II.3.
26 Tabel II.2 : Nilai rasio tahanan
Kelas Mutu Nilai Rasio Tahanan
A B C 0,80 0,63 0,50
Tabel II.3 : Cacat maksimum untuk setiap kelas mutu kayu
Macam Cacat Kelas Mutu A Kelas Mutu B Kelas Mutu C Mata kayu :
Terletak di muka lebar Terletak di muka sempit Retak Pingul Arah serat Saluran Damar Gubal Lubang serangga
Cacat lain (lapuk, hati rapuh, retak melintang)
1/6 lebar kayu 1/8 lebar kayu 1/5 tebal kayu 1/10 tebal atau
lebar kayu 1:13 1/5 tebal kayu eksudasi tidak diperkenan Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan ukuran dibatasai dan tidak ada
tanda-tanda serangga hidup Tidak diperkenankan
1/4 lebar kayu 1/6 lebar kayu 1/6 tebal kayu 1/6 tebal atau
lebar kayu 1:9 2/5 tebal kayu
Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar
dan ukuran dibatasai dan tidak ada
tanda-tanda serangga hidup Tidak diperkenankan
1/2 lebar kayu 1/4 lebar kayu 1/2 tebal kayu 1/4 tebal atau
lebar kayu 1:6 1/2 tebal kayu
Diperkenankan Diperkenankan asal terpencar dan
ukuran dibatasai dan tidak ada
tanda-tanda serangga hidup
Tidak diperkenankan
[image:45.842.263.688.249.652.2]27 Kayu kelapa merupakan kayu yang dapat dipakai sebagai material bangunan.Kayu ini tidak sekuat kayu kelas atas seperti damar, jati dan lainnya, namun seiring dengan sulitnya mendapatkan kayu kelas 1, maka penggunaan kayu kelapa menjadi suatu alternatif. Pada dasarnya batang pohon kelapa dapat dibagi menjadi 3 bagian,yaitu bagian pangkal, bagian tengah, dan bagian pucuk. Biasanya bagian atas, yaitu bagian yang dekat dengan daun akan dibuang, karena sangat lemah. Yang dipakai hanya bagian bawah dan bagian tengahnya. Bagian pangkal yang cukup kuat dapat dimanfaatkan untuk memikul beban yang besar pada sistem balok bersusun, sementara bagian tengah yang lebih lemah harus ditempatkan pada lapisan yang menerima beban tidak terlalu besar.
Gambar II.8 Pembagian Kekuatan Pada Pohon Kelapa
28 II.2. Beton
Beton dibentuk oleh pengerasan campuran semen, air, agregat halus, agregat kasar ( batu pecah / kerikil ), dan kadang-kadang campuran tambahan lainnya Campuran yang masih plastis ini dicor ke dalam acuan dan dirawat untuk mempercepat reaksi. Hidrasi campuran air-semen, yang menyebabkan pengerasan beton. Bahan yang terbentuk ini mempunyai kekuatan tekan tinggi dan ketahanan tarik yang rendah, atau kira-kira kekuatan tariknya 0,1 kali kekuatan terhadap tekan. Maka penguatan tarik atau geser harus diberikan pada daerah tarik dari penampang untuk mengatasi kelemahan pada daerah tarik dari elemen beton bertulang. (Edward G. Nawy hal : 4 )
Kekuatan beton tergantung dari banyak faktor, antara lain : proporsi dari campuran, kondisi temperatur, kelembaban dari tempat dimana campuran diletakan dan mengeras. Rasio air terhadap semen merupakan factor utama dalam penentuan kuat tekan beton. Semakin rendah perbandingan air–semen, kuat tekan beton semakin tinggi. Rasio air tertentu diperlukan untuk memberikan aksi kimiawi didalam pengerasan beton. Kelebihan air meningkatkan kemampuan pengerjaan, akan tetapi menurunkan kekuatan (Wang & Salmon, 1985).
Sesuai tingkat mutu beton yang hendak dicapai, komposisi bahan susun beton harusditentukan. Banyak metoda yang dapat digunakan untuk menentukan komposisi bahan susun beton, agar beton yang dihasilkan memberikan kelecakan dan konsistensi yang memungkinkan beton mudah dikerjakan, ketahanan terhadap kondisi lingkungan (kedap air, tidak korosif, tahan kebakaran dan lain–lain) serta memenuhi kekuatan yang direncanakan (Istimawan, 1994).
29 Kuat tekan beton relatif tinggi dibanding dengan kuat tariknya, yaitu kuat tarik beton antara 9–15 % kuat tekannya. Selain itu, beton merupakan bahan yang bersifat getas (Kadir, 2000).
Untuk penetapan modulus elastisitas beton, penerapannya digunakan rumus-rumus empiris yang menyertakan besaran berat disamping kuat tekan beton. SK SNI T–15–1991–03 memberikan nilai modulus elastisitas beton tersebut, yaitu untuk beton ringan dan beton normal (Istimawan, 1994). Beton dapat dipakai dengan mencampurkan bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu, batu pecah, atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat semen, dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung. Semen berfungsi sebagai pengikat, agregat sebagai bahan pengisi, serta air sebagai bahan penyatu bahan-bahan tersebut. Semen Portland adalah suatu bahan konstruksi yang paling banyak dipakai serta merupakan jenis semen hidrolik yang penting. Semen Portland dipergunakan dalam semua jenis struktural seperti tembok, lantai, jembatan, terowongan dan sebagian yang diperkuat dengan tulangan atau tanpa tulangan.
Menurut SNI 15-2049-1994, (1994), Semen Portland diklasifikasikan dalam lima jenis, yaitu :
1. Jenis I : Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis lain,
2. Jenis II : Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat atau kalori hidrasi sedang,
3. Jenis III : Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi,
30 4.Jenis IV: Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kalori hidrasi rendah, dan
5. Jenis V : Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan tinggi terhadap sulfat .
Kekuatan beton tergantung dari banyak faktor, seperti: - Proporsi campuran
- Kondisi temperatur dan kelembaban dari tempat dimana campuran ditempatkan dan mengeras
- Jumlah air yang relatif terhadap semen serta cara pengolahannya.
Faktor air semen (fas) sangat mempengaruhi kekuatan beton, fas merupakan perbandingan antara berat air dengan semen dalam adukan beton. Secara umum diketahui bahwa semakin tinggi nilai fas, semakin rendah mutu kekuatan beton. Namun fas yang semakin rendah tidak selalu berarti bahwa kekuatan beton semakin tinggi. Nilai fas yang rendah akan menyebabkan kesulitan dalam pelaksanaan pemadatan yang pada akhirnya akan menyebabkan mutu beton menurun. Umumnya nilai fas minimum yang diberikan sekitar 0,4 dan maksimum 0,65. Rata–rata ketebalan lapisan yang memisahkan antara partikel dalam beton sangat bergantung pada faktor air semen yang digunakan dan kehalusan butir semennya.
G D m
[image:50.842.365.545.86.292.2]T
Gambar II.9 Hubungan Kuat Teka Di bawah ini dapat ditunjukka menurut PBI tahun 1971
Tabel II.4 Nilai Faktor Air Seme
ekan Beton dengan Faktor Air Sem ukkan nilai faktor air semen yan
men Menurut PBI 1971
31 Semen
yang ditetapkan
[image:50.842.272.611.450.761.2]32 Air untuk pembuatan campuran beton tidak boleh mengandung minyak, asam alkali, garam-garam, bahan organik atau bahan-bahan lain yang dapat merusak beton. Untuk itu apabila ada keraguan mengenai air, maka harus diadakan pemeriksaan zat-zat yang terkandung air tersebut. Adapun pH air yang diperkenankan adalah berkisar antara 6.8 -7.2 ,demikian pH air yang harus bersifat netral agar tidak merusak tulangan pada beton. Jumlah air yang dipakai dalam campuran beton, harus disesuaikan dengan proporsi campuran beton tersebut. Akibat air yang terlalu banyak akan menyebabkan beton keenceran dan akan merembesnya air pada cetakan beton (bleeding) dan setelah mengeras akan timbul retak-retak. Hal ini disebabkan karena
fungsi air untuk memberikan reaksi terhadap semen. Dan apabila kekurangan air akan menyebabkan beton rapuh karena banyaknya lubang-lubang udara atau rongga-rongga udara pada campuran beton tersebut karena campuran tidak homogen.
Kekentalan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian slump untuk mencegah adukan beton yang terlalu kental atau encer. Pengujian ini menggunakan kerucut terpancung (kerucut Abrams) dengan diameter atas 10 cm, diameter bawah 20 cm dan dengan tinggi 30 cm. Adukan yang telah selesai diaduk sebagian sebagai sample dan dimasukkan ke kerucut Abrams dengan mengikuti kriteria aturan yang ada.
Kekuatan tekan beton ditentukan oleh pengaturan perbandingan semen, agregat kasar dan halus, air dan berbagai jenis bahan campur. Kekuatan beton cukup tinggi, dengan pengolahan khusus dapat mencapai 700 kg/cm2. Berbeda dengan baja, modulus elastisitas beton adalah berubah-ubah menurut kekuatan. Modulus elastisitas juga tergantung kepada umur beton, sifat-sifat dari agregat dan semen, kecepatan pembebanan, jenis dan ukuran dari benda uji. Selanjutnya, karena beton
33 memperlihatkan deformasi yang tetap (permanent) sekalipun dengan bahan yang kecil, maka dikenal beberapa macam definisi untuk modulus elastisitas. Untuk penetapan modulus elastisitas beton, penerapannya digunakan rumus – rumus empiris yang menyertakan besaran berat disamping kuat tekan beton. SK SNI T – 15 – 1991 – 0
