PENGARUH LINGKUNGAN LAUT TERHADAP EFEKTI

(1)

Inovasi Struktur dalam Menunjang Konektivitas Pulau di Indonesia

2_{Dosen Jurusan Teknik Sipil, Univesritas Hasanuddin, email:rudy0011@hotmail.com} 3

Dosen Jurusan Teknik Sipil, Univesritas Hasanuddin, email:hermanparung@yahoo.com 4_{Dosen Jurusan Teknik Sipil, Univesritas Hasanuddin, email:tjaronge@yahoo.co.jp}

ABSTRAK

Struktur yang dibangun pada lingkungan agresif, seperti di laut atau di lingkungan laut perlu diperhatikan lebih baik. Karena dengan adanya beban lingkungan yang diakibatkan oleh penetrasi ion kholrida yang dikandung oleh air laut yang masuk ke dalam beton. Salah satu cara untuk mengurangi penurunan kekuatan struktur pada lingkungan laut adalah dengan cara teknik perkuatan dengan menggunakan material yang tahan terhadap ion klorida, Salah satu bahan perkuatan tersebut adalah material komposit dengan bahan dasar serat dan plastic yang dikenal dengan nama Glass Fiber Reinforced Plastics (GFRP) yang direkatkan pada permukaan komponen beton yang diperkuat dengan bantuan perekat epoxy. Pada penelitian ini digunakan 60 sampel balok lentur dimana tiga sampel sebagai balok normal tanpa perkuatan, sisanya diperkuat dengan GFRP dan diletakkan pada lima titik selama enam dan sembilan bulan. Dari hasil penelitian memperlihatkan bahwa balok beton dengan perkuatan GFRP-S (BNF) mengalami peningkatan kuat lentur bila dibandingkan dengan balok tanpa perkuatan (BN). Peningkatan rata-rata yang terjadi sebesar 84.21%. Setelah sampel terekspos lingkungan laut selama 6 bulan akan mulai terlihat pengaruhnya dalam hal penurunan kapasitas momen dari balok yang diperkuat dengan GFRP. Bahwa pada masing-masing lokasi yang berdasarkan lama waktu terekpos sampel dengan lingkungan, dapat disimpulkan bahwa sampel yang terletak di dalam laut dan 0 m dari laut (tepi pantai) terjadi penurunan kapasitas momen antara 33% s.d 35% sedangkan untuk lokasi dengan jarak >250 m dari laut penurunan kapasitas momen antara 19% s.d 26%. Ini memperlihatkan bahwa untuk daerah yang lebih dekat ke laut mempunyai pengaruh yang lebih besar dalam hal penurunan kapasitas lentur dari balok.

Kata kunci: lingkungan laut, GFRP, kuat lentur

1. PENDAHULUAN

Beton bertulang merupakan struktur yang sangat lazim dalam dunia konstruksi. Beton berfungsi untuk menahan gaya tekan yang diakibatkan oleh beban-beban yang diberikandan tulangan besi untuk menahan gaya tarik yang terjadi. Pembangunan sruktur beton di sekitar atau di pinggir pantai bahkan di dalam lautpun adalah hal yang tidak mustahil dapat dilaksanakan

Pembangunan struktur beton kearah tersebut sudah banyak dilakukan sebagai contoh pembangunan dermaga, struktur pemecah gelombang (break water), tiang pancang jembatan, fondasi gedung pinggir pantai dan bangunan maritim dari segala jenis. Semua pelaksanaan itu pengerjaannya menggunakan material beton sebagai sebagai struktur dasarnya. Dalam perkembangannya struktur beton juga dihadapkan pada masalah-masalah kegagalan struktur yang diakibatkan oleh faktor intern seperti karbonasi pada beton, maupun faktor eksteren seperti gempa bumi. Struktur yang dibangun pada

(2)

ISBN 978-979-99327-9-2 468 lingkungan agresif, seperti di laut atau di lingkungan laut perlu diperhatikan lebih baik. Di lingkungan tersebut kekuatan struktur beton akan menurunan di samping oleh beban struktur tersebut adalah dengan adanya beban lingkungan yang diakibatkan oleh penetrasi ion kholrida yang dikandung oleh air laut yang masuk ke dalam beton.

Salah satu cara untuk mengurangi penurunan kekuatan struktur pada lingkungan tersebut adalah dengan cara teknik perkuatan dengan menggunakan material yang tahan terhadap ion klorida, Salah satu bahan perkuatan tersebut adalah material komposit dengan bahan dasar serat dan plastic yang dikenal dengan nama Fiber Reinforced Plastics (FRP). Untuk keperluan tersebut telah berkembang berbagai bahan dasar serat seperti serat gelas (Glass Fiber Reinforced Plastics – GFRP), serat aramid (Aramid Fiber Reinforced Plastics – AFRP) atau serat karbon (Carbon Fiber Reinforced Plastisc – CFRP). Gambar. 1 memperlihatkan contoh lembaran serat gelas.

Gambar 1. Serat gelas

Studi untuk penggunaannya pada perkuatan balok telah dilakukan oleh beberapa peneliti seperti Saadatmanesh. et.al (1990) menyatakan bahwa penggunaan lembar GFRP memberikan peningkatan kuat lentur pada balok beton bertulang.sering digunakan sebagai bahan penguat struktur kolom, balok maupun pelat. Meieretal (1992) menyatakan bahwa sistem perkuatan dengan melekatkan lapis FRP telah terbukti efektif dan efisien sebagai salah satu cara mengatasi terjadi degradasi kekuatan struktur akibat dari menurunnya kekuatan material penyusunnya. Banthia (2003) dengan menggunakan bahan GFRP komposit pada daerah tertarik pada balok dan pelat, hasilnya dapat meningkatkan kapasitas momen. Rose et.al (2009) mengadakan penelitian dengan perkuatan pada balok beton bertulang yang telah korosi menunjukkan bahwa terjadi pengkatan kekuatan batas dan daktalitas. Alam F (2010) melakukan penelitian dengan menggunakan GFRP sebagai perkuatan lentur pada balok beton bertulang, hasilnya terjadi peningkatan beban sampai dengan 75,13%. Widiarsi dan Deskarta (2011) menyatakan bahwa dengan penambahan luas bidang rekatan dapat meningkatkan kuat lentur balok beton bertulang.

2. KAJIAN PUSTAKA

(3)

ISBN 978-979-99327-9-2 469 dari beton yang besarnya tergantung jenis pembebanan yang diterima dan panjang balok beton itu sendiri. Namun, kuat lentur beton biasanya kurang berpengaruh pada perencanaan beton bertulang.

Jika suatu balok terbuat dari material yang elastik linier, isotropis, dan homogen, maka tegangan lentur maksimumnya dapat diperoleh dengan rumus lentur balok yang terkenal dari Nawy, yaitu:

f = Mc/I. (Nawy. 2009:99).

Glass Fiber Reinforcement Polymer (GFRP )

Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) merupakan material bahan konstruksi yang

terus dikembangkan oleh sebagian kalangan. Walaupun material ini cukup mahal namun banyak keuntungan yang dapat diberikan yaitu merupakan material yang tahan korosi, mempunyai kuat tarik yang tinggi, superior dalam daktilitas, lebih ringan sehingga tidak memerlukan peralatan yang berat untuk dibawa ke lokasi. Adapun spesifikasi GFRP tipe SEH51 dalam bentuk komposit, dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Spesifikasi GFRP tipe SEH51 dalam bentuk komposit

Epoxy (Perekat)

Epoxy atau bahan perekat yang digunakan dalam penelitian ini juga merupakan produk dari Fyfe Co dengan nama Tyfo S komponen A dan komponen B. Untuk proses pencampuran antara komponen A dan komponen B digunakan perbandingan 2:1.

Tabel 2. Sifat material epoxy (waktu pengeringan 72 jam (suhu ruang : 60o C)

SIFAT MATERIAL EPOXI

SIFAT MATERIAL METODE ASTM NILAI TEST

Kekuatan Tarik ASTM D-638 72.4 Mpa

Modulus Tarik 3.18 Gpa

Persen Regangan ASTM D-638 5%

Kekuatan Lentur ASTM D-790 123.4 Mpa

Modulus Lentur ASTM D-790 3.12 Gpa

PROPERTI LAPIS KOMPOSIT (GFRP+EPOXY)

Tegangan tarik ultimit 900 dari

arah utama fiber D-3039 25,8 MPa 20,7 MPa

(4)

ISBN 978-979-99327-9-2 470

3. METODE PENELITIAN

Tahap Penelitian

Penelitian yang dilakukan adalah uji eksperimental perilaku elemen lentur (balok tanpa tulangan) yang diperkuat dengan GFRP-S dan telah terpengaruh kondisi air laut selama satu, tiga, enam, dan sembilan bulan. Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan rancangan campuran beton normal dengan f’c = 25 MPa, Adapun sumber material yang digunakan pada penelitian kali ini berasal dari daerah Bili-Bili dan pencampuran bahan beton ini menggunakan molen dengan kapasitas 0,3 m3 dengan komposisi sebagai berikut :

• Agregat kasar = 782,46 kg/ m3 • Agregat halus = 640,07 kg/ m3

• Semen = 403,33 kg/ m3

• Air = 201,67 kg/ m3

dengan perencanaan nilai slump sebesar 10 cm

Penelitian kali ini menggunakan 60 sampel balok beton berdimensi (10x10x40) cm3, dimana tiga sampel digunakan untuk sampel kontrol tanpa perkuatan, tiga sampel sebagai sampel kontrol dengan perkuatan GFRP, 15 sampel dengan perkuatan GFRP dan telah berinteraksi dengan air laut dan area sekitarnya untuk pengujian bulan pertama dan ketiga, serta 12 sampel dengan perkuatan GFRP dan telah berinteraksi dengan lingkungan untuk pengujian bulan keenam dan kesembilan.

Gambar 2. Pemasangan serat GFRP pada balok

Untuk pemasangan GFRP digunakan metode Wet Lay-up. Bahan perekat yang digunakan dalam penelitian ini juga merupakan produk dari Fyfe Co dengan nama Tyfo S komponen A dan komponen B. Untuk proses pencampuran antara komponen A dan komponen B digunakan perbandingan 2:1.

Pada penelitian kali ini, akan ditentukan lima titik patokan untuk menjadi lokasi penempatan benda uji dimana titik-titik tersebut adalah :

(5)

ISBN 978-979-99327-9-2 471 • ± 1 km dari air laut

Gambar 3 Lokasi Penempatan Sampel

Pengujian Kuat Lentur

Benda uji yang digunakan berukuran 10 cm x 10 cm x 40 cm. Pengujian kuat lentur mengacu pada ASTM C 78 - 02 Standard Test Method for Flexural Strength of

Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading) dan termuat pada SNI 03 –

4431 – 1997.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengujian Karakteristik Beton

(6)

ISBN 978-979-99327-9-2 472 Tabel 3. Karakteristik Beton

Kode Karakteristik Beton Umur 28 Hari ( Mpa )

Tekan Lentur

Gambar 5. Grafik kapasitas lentur balok kontrol

(7)

Inovasi Struktur dalam Men namun setelah masuk bulan VI dan IX rata-rata n kapasitas momen terkecil sebesar 4.76% p kecuali pada jarak 1 km kenaikan kapasitas

an bahwa setelah sampel terekspos lingkunga at pengaruhnya dalam hal penurunan kapasit

gan GFRP.

gambar 7 terlihat bahwa pada masing-masi terekpos sampel dengan lingkungan, dapat disi dalam laut dan 0 m dari laut (tepi pantai) te 3% s.d 35% sedangkan untuk lokasi dengan ja aut penurunan kapasitas momen antara 19% untuk daerah yang lebih dekat ke laut memp al penurunan kapasitas lentur dari balok.

(8)

ISBN 978-979-99327-9-2 a. Dalam lau

c.250 m dari laut

Gambar 7. Grafik Hubun

5. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitia (Glass Fiber Reinforced Po 1. Balok beton dengan pe bila dibandingkan deng terjadi sebesar 84.21%.

2

laut b. Te

d. 500 m

e.1000 m dari laut

bungan kapasitas lentur dengan waktu terekpos

litian pada benda uji balok lentur dengan pe

Polymer) didapati beberapa kesimpulan sebagai

perkuatan GFRP-S (BNF) mengalami penigka ngan balok tanpa perkuatan (BN). Peningkatan

.

474 Tepi pantai ( 0 m)

0 m dari laut

os lingkungan laut

perkuatan GFRP gai berikut :

(9)

ISBN 978-979-99327-9-2 475 2. Setelah sampel terekspos lingkungan laut selama 6 bulan akan mulai terlihat pengaruhnya dalam hal penurunan kapasitas momen dari balok yang diperkuat dengan GFRP.

3. Bahwa pada masing-masing lokasi yang berdasarkan lama waktu terekspos sampel dengan lingkungan, dapat disimpulkan bahwa sampel di dalam laut dan 0 m dari laut (tepi pantai) terjadi penurunan kapasitas momen antara 33% s.d 35% sedangkan untuk lokasi dengan jarak 250 m, 500 m dan 1000 m dari laut penurunan kapasitas momen antara 19% s.d 26%. Ini memperlihatkan bahwa untuk daerah yang lebih dekat ke laut mempunyai pengaruh yang lebih besar dalam hal penurunan kapasitas lentur dari balok.

6. UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar besarnya kepada PT. Graha Citra Anugerah Lestari yang telah memberikan sumbangan GFRP type SEH51 pada penelitian kami, kepada PT. Pelindo IV, Otoritas Pelabuhan Makassar, mahasiswa yang telah membantu pada penelitian ini serta staf Laboratorium Struktur dan Bahan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

7. DAFTAR PUSTAKA

1. American Standard for Testing and Material (2003). Annual Book of ASTM. Concrete and Aggregate. Volume 04.02. US and Canada

2. ACI 440.2R-02, Guide for The Design and Consruction of Externally Bonded FRP Systems for Strength Concrete Structures Reported by ACI Committee 440.

3. Armeyn (2010), Tinjauan Ulang Durabilitas Pada Beton Jurnal Menara Ilmu, Volume VI No. 26, Nov 2011 : 1-11

4. Alam, Fikri (2010). Perkuatan Lentur Balok Beton Bertulang Dengan Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP). Jurnal Seminar dan Pameran Haki.

5. Bisby, L.A.(2006) Durability of FRP Composites for Construction. ISIS Educational Module 8, Department of Civil Engineering, Queen’s University.

6. Banthia, N., et al (2009), Field Assessment Of FRP Sheets-Concrete Bond Durability, SBEIDCO – 1st International Conference on Sustainable Built Environment Infrastructures in Developing Countries ENSET Oran (Algeria) - October 12-14, 2009.

(10)

(11)