ABSTRAK
ANALISA DAN KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT (SERAT KAWAT) PADA DAERAH TARIK BALOK BETON
BERTULANG
Mariance Napitupulu 09 0404 067
Beton bertulang merupakan kombinasi material yang sangat populer dipakai baik untuk struktur – struktur besar maupun kecil. Beton yang lemah terhadap tarik dapat di-backup dengan tulangan. Tulangan besi bisa dikatakan adalah material termahal dalam bangunan. Oleh karena semakin mahalnya harga tulangan, dibutuhkan bahan pengganti lain yang lebih murah tetapi juga mampu menopang gaya tarik yang terjadi. Serat bendrat/kawat merupakan material terpilih karena disamping mempunyai faktor – faktor prinsip penguat beton, kawat bendrat juga merupakan bahan yang mudah diperoleh. Penelitian ini menggunakan silinder beton ukuran 15x30 sebanyak 12 buah dan balok beton bertulang penampang empat persegi ukuran 15x25x320 sebanyak 2 buah. Pengujian yang dilakukan berupa uji kuat tekan dan uji tarik belah (untuk silinder) dan uji lentur berupa lendutan, regangan dan retak (untuk balok). Pengujian menunjukan kuat tekan beton dengan serat bendrat/kawat mengalami peningkatan sebesar 37.22% dibandingkan dengan kuat tekan beton tanpa serat bendrat/kawat. Namun peningkatan signifikan terlihat pada kuat tarik. Beton dengan serat bendrat/kawat mengalami peningkatan kuat tarik sebesar 74.52% dibandingkan dengan beton tanpa serat bendrat/kawat. Pengujian balok menunjukan terjadi peurunan lendutan rata-rata sebesar 35.26%, dan Penurunan regangan rata-rata yang terjadi 27.121% untuk regangan beton (��) dan 30.201% untuk regangan besi (��). Perbandingan beban pengujian (P) dan beban teori (Pn) balok beton bertulang tanpa serat bendrat/kawat (normal): koefisien (�) = 0.9903 dan untuk balok beton bertulang dengan serat bendrat/kawat: koefisien (�) = 0.7335. Perbandingan beban runtuh pengujian (P) dan beban ultimate secara teori (Pu) balok beton bertulang tanpa serat bendrat/kawat: koefisien (�) = 1.6 dan untuk balok beton bertulang dengan serat bendrat/kawat: koefisien (�) = 1.15.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton merupakan bahan yang tidak asing lagi di telinga dan telah lama dikenal. Pengetahuan tertua tentang beton di temukan di Timur Tengah pada 5600 SM. bangsa Mesir (pada abad 26 SM) telah menggunakan campuran dengan jerami untuk mengikat batu kering , gypsum, dan semen kapur dalam pertukangan batu (berdasarkan fakta-fakta dalam konstruksi Pyramid ). Seiring berjalannya waktu pengetahuan tentang beton semakin berkembang dan tepatnya pada tahun 1824 menjadi moment yang terpenting dalam sejarah beton, karena pada tahun 1824, J. Aspdin yang telah mengembangkan material yang disebut Semen Portland (Portland Cement) - istilah setelah batu kualitas tinggi yang digali di Portland, Inggris - dengan melakukan pembakaran bersama campuran kapur dan tanah liat hingga karbondioksida terangkat. Semen Aspdin merupakan suatu kesuksesan dalam sejarah konstruksi.
Pengetahuan tentang beton pun berkembang dengan menggunakan kombinasi-kombinasi bahan lainnya seperti tulangan besi atau yang pada saat ini dikenal dengan istilah beton bertulang (The Reinforced Concrete). Bukti perkembangannya dapat dilihat melalui jembatan beton bertulang pertama dibangun pada tahun 1889 di Cincinnati, Amerika Serikat. Seorang kontraktor berkebangsaan Prancis memulai dalam membangun rumah-rumah beton bertulang pada tahun 1870.
Menurut SNI 03-2847-2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat.
Beton sangat diminati karena bahan ini merupakan bahan konstruksi yang mempunyai banyak kebaikan, antara lain1:
1. Harganya relatif murah karena dapat menggunakan bahan-bahan dasar dari bahan lokal, kecuali semen Portland. Hanya untuk daerah tertentu yang sulit mendapatkan pasir atau kerikil, memiliki harga beton relatif mahal.
1
2. Beton termasuk bahan yang berkekuatan tekan tinggi, serta mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan/pembusukan oleh kondisi lingkungan. Bila dibuat dengan cara yang baik, kuat tekannya dapat sama dengan batuan alami.
3. Beton segar dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk apa pun dan ukuran seberapapun tergantung keinginan. Cetakan dapat pula dipakai ulang beberapa kali sehingga secara ekonomi menjadi murah.
4. Kuat tekannya yang tinggi mengakibatkan jika dikombinasikan dengan baja tulangan (yang kuat tariknya tinggi) dapat dikatakan mampu dibuat untuk struktur berat. Beton dan baja boleh dikatakan mempunyai koefisien muai yang hampir sama. Saat ini beton banyak dipakai untuk pondasi, dinding, jalan raya, landasan udara, gedung, penampung air, pelabuhan, bendungan, jembatan dan sebagainya.
5. Beton segar dapat disemprotkan dipermukaan beton lama yang retak maupun diisikan ke dalam retakan beton dalam proses perbaikan.
6. Beton segar dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada tempat-tempat yang posisinya sulit.
7. Beton termasuk tahan aus dan tahan kebakaran, sehingga biaya perawatan termasuk rendah. Disamping memiliki kebaikan, beton juga memiliki kelemahan. Kelemahan beton antara lain2:
1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah sehingga mudah retak. Oleh karena itu perlu diberi baja tulangan.
2. Beton segar mengerut saat pengeringan dan beton keras mengembang jika basah, sehingga dilatasi (contraction joint) perlu diadakan pada beton yang panjang/lebar untuk memberi tempat bagi susut pengerasan dan pengembangan beton.
3. Beton keras mengembang dan menyusut bila terjadi perubahan suhu, sehingga perlu dibuat dilatasi (expansion joint) untuk mencegah terjadinya retak-retak akibat perubahan suhu. 4. Beton sulit untuk kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, dan air
yang membawa kandungan garam dapat merusakkan beton.
2
5. Beton bersifat getas3 (tidak daktail) sehingga harus dihitung dan didetail secara seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan menjadi bersifat daktail, terutama pada struktur tahan gempa.
Melihat beton yang memiliki banyak kelebihan, maka beton sangat populer dipakai baik untuk struktur – struktur besar maupun kecil. Untuk itu bahan konstruksi ini dianggap sangat penting untuk terus dikembangkan.
Nilai kuat tekan beton relatif tinggi dibandingkan dengan kuat tariknya. Kuat tekan beton diawali oleh tegangan tekan maksimum f’c dengan satuan N/m atau MPa (Mega Pascal). Kuat tekan beton umur 28 hari berkisar antara nilai ± 10 – 65 MPa. Untuk struktur beton bertulang pada umumnya menggunakan beton dengan kuat tekan berkisar 17-30 Mpa. Nilai kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standard, menggunakan mesin uji dengan cara memberikan beban tekan bertingkat dengan kecepatan peningkatan beban tertentu atas benda uji silinder beton (diameter 150 mm, tinggi 300 mm) sampai hancur. Tata cara pengujian yang umumnya dipakai adalah standard ASTM (American Society for Testing Materials) C39-86.
Nilai kuat tariknya hanya berkisar 9% - 15% saja dari kuat tekannya. Kuat tarik bahan beton yang tepat sulit untuk diukur. Nilai pendekatan yang diperoleh dari hasil pengujian berulang kali mencapai kekuatan 0,5 – 0,6 kali √f’c, sehingga untuk beton normal digunakan nilai 0,57√f’c. Pengujian menggunakan benda uji yang sama seperti uji kuat tekan. Benda uji diletakan pada arah memanjang di atas alat penguji kemudian beban tekan diberikan merata arah tegak. Apabila kuat tarik terlampaui, benda uji terbelah dua. Tegangan tarik yang timbul sewaktu benda uji terbelah disebut sebagai kuat tarik belah (split cilinder strength), diperhitungkan sebagai berikut4:
�� = 2� ��� Dimana: ft = kuat tarik belah (N/mm²)
P = beban pada waktu belah (N) L = panjang benda uji silinder (mm) D = diameter benda uji silinder (mm)
3
getas dapat didefenisikan dengan: rapuh; mudah pecah; mudah robek. 4
Pada penggunaan sebagai komponen struktural bangunan, umumnya beton diperkuat dengan batang tulangan baja sebagai bahan yang dapat bekerja sama dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang menahan gaya tarik. (Istiamawan Dipohusodo,1996:1)
Dalam analisis perancangan struktur beton, tegangan tarik yang terjadi ditahan oleh tulangan, sedangkan beton tidak diperhitungkan menahan tegangan-tegangan tarik yang terjadi karena beton akan segera retak jika mendapat tegangan tarik yang melampaui kuat tarik beton.
Tulangan besi bisa dikatakan adalah material termahal dalam bangunan. Hampir setiap minggunya bahkan setiap harinya harga besi mengalami kenaikan, dan kenaikan harga besi terkadang melampaui kenaikan harga emas. Jika sembako atau BBM tidak dapat ditimbun, maka berbeda dengan besi. Besi dapat ditimbun digudang, sehingga para suplier dapat berspekulasi harga, dapat naik atau stabil (sangat jarang harga besi mengalami penurunan). Karena harga yang sangat tinggi ini maka harga besi yang semakin mahal membuat harga-harga bangunan semakin meningkat.
Berdasarkan Media Indonesia (23 Oktober 2011) menuliskan Harga bahan bangunan untuk daerah Makasar, khususnya besi baja, mencapai Rp 80.000,- per batang atau mengalami kenaikan rata-rata Rp 2.000,- sampai dengan Rp 3.000,- per minggu.
Oleh karena semakin mahalnya harga tulangan, dibutuhkan bahan pengganti lain yang lebih murah tetapi juga mampu menopang gaya tarik yang terjadi. Dibanyak negara termasuk Indonesia, telah banyak percobaan serta pengujian untuk melakukan pendekatan dan penelitian yang berhubungan dengan ekonomi penulangan beton. Diantaranya adalah percobaan penulangan dengan ferro cement dimana digunakan bahan kayu, bambu atau bahan lainnya. Di negara-negara maju seperti Amerika dan Inggris, para peneliti telah berusaha memperbaiki sifat-sifat kurang baik dari beton dengan cara menambahkan serat atau fiber pada adukan beton.
yang dihasilkan dengan penambahan serat ini mengalami peningkatan kekerasan yang substansial dan mempunyai daya tahan yang lebih tinggi terhadap retak dan tumbukan. (Jack C. McCormac, 2004:23)
Jack C. McCormac (2004) juga mengatakan perlu dicatat bahwa suatu tulangan hanya menyediakan penguatan pada arah tulangan saja, sementara serat yang disebarkan secara acak menyediakan kekuatan tambahan pada semua arah.
Beberapa jenis bahan fiber yang dapat dipakai untuk memperbaiki sifat beton adalah baja
(steel), plastik (polypropylene), polymers, asbes dan carbon. Di Indonesia, konsep pemakaian serat baja (steel fiber) pada adukan beton untuk struktur bangunan teknik sipil belum banyak dikenal dan belum dipakai dalam praktek. Salah satu sebabnya adalah tidak tersedianya serat baja (steel fiber) di Indonesia dan harganya yang mahal.
Suhendro (1991), telah menemukan bahan lokal yang mudah didapat di Indonesia juga harganya lebih murah dibandingkan dengan fiber baja berupa potongan kawat bendrat diameter 1 mm, panjang 60 mm (aspek rasio l/d = 60). Hasilnya menunjukan peningkatan kualitas beton yaitu beton menjadi sangat liat atau daktail (ductile), kuat desak, kuat tarik dan ketahanan terhadap kejut juga meningkat.5
Melihat kawat bendrat merupakan material terpilih karena disamping mempunyai faktor – faktor prinsip penguat beton, kawat bendrat juga merupakan bahan yang mudah diperoleh. Dari pertimbangan-pertimbangan itulah penulis bermakhsud melakukan penelitian tentang:
ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN SERAT BENDRAT (SERAT LOKAL)
PADA DAERAH TARIK TERHADAP KUAT TARIK (Tensile Strength) BALOK
BETON BERTULANG.
5
1.2 Perumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana peningkatan kapasitas kuat lentur beton bertulang dengan dan tanpa penambahan serat bendrat pada daerah tarik?
2. Bagaimana perbandingan lendutan balok beton bertulang dengan dan tanpa penambahan serat bendrat pada daerah tarik?
3. Bagaimana perbandingan kapasitas regangan beton bertulang dengan dan tanpa penambahan serat bendrat pada daerah tarik?
4. Bagaimana perbandingan kuat tekan dan kuat tarik belah beton dengan dan tanpa penambahan serat bendrat?
5. Berapa besar peningkatan kapasitas kuat tekan dan kuat tarik belah beton dengan dan tanpa penambahan serat bendrat?
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui dan membandingkan kapasitas kuat lentur balok beton bertulang dengan dan tanpa penambahan serat bendrat pada daerah tarik.
2. Untuk mengetahui besar peningkatan kapasitas regangan balok beton bertulang dengan penambahan serat bendrat pada daerah tarik.
3. Untuk mengetahui dan membandingkan lendutan balok beton bertulang dengan dan tanpa penambahan serat bendrat pada daerah tarik.
4. Untuk mengetahui dan membandingkan kapasitas kuat tekan dan kuat tarik beton dengan dan tanpa penambahan serat bendrat pada daerah tarik.
5. Untuk mengetahui besar peningkatan kapasitas kuat tekan dan kuat tarik beton dengan dan tanpa penambahan serat bendrat pada daerah tarik.
1.4 Metode Penelitian
sampel, uji material seperti uji kuat tekan dan kuat tarik belah pada beton silinder juga dilakukan pada Laboratorium Bahan Rekayasa.
Penelitian juga dilakukan di Laboratorium Struktur Program Magister (S-2) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, untuk melakukan uji tarik pada benda uji balok beton bertulang. Pengujian kuat tarik dilakukan dengan cara meletakan balok diatas dua tumpuan (sendi-rol), kemudian diberi beban static dengan menggunakan Hydraulic Jack
dengan kondisi dimana beton sudah mencapai umur 28 hari sampai terjadi belah.
1.5 Batasan Masalah
Dalam penelitian ini ada beberapa lingkup masalah yang dibatasi, yaitu karakteristik bahan sebagai benda uji sebagai berikut:
1. Benda uji yang digunakan berupa beton berbentuk balok dengan ukuran penampang 15 cm x 25 cm dan panjang 320 cm.
2. Beton yang digunakan adalah beton K-225.
3. Dilakukan dua kali kegiatan cor pada balok beton bertulang dengan penambahan serat bendrat pada daerah tarik.
4. Tulangan yang digunakan adalah tulangan polos. 5. Tulangan yang digunakan:
Tulangan tekan : 2D12 Tulangan tarik : 2D12 Tulangan sengkang : D6-120
6. Serat bendrat yang digunakan bergeometri lurus diameter ± 1,0 mm yang dipotong-potong sepanjang 60 mm.
7. Konsentrasi serat bendrat 2% dari volume daerah tarik balok beton. Serat bendrat ditaburkan secara acak dan merata dibagian tarik balok.
8. Perletakan balok beton adalah perletakan sederhana (sendi-rol).
1.6 Mekanisme Pengujian
1.6.1 Alat dan Bahan Pengujian
1. Bahan-bahan yang dipergunakan adalah: a. Semen, semen tipe I
b. Agregat kasar, diameter minimum 4,76 mm. c. Agregat halus, diameter maksimum 4,76 mm.
d. Air bersih, diambil dari jaringan air Laboratorium Bahan Rekayasa Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
e. Fiber lokal (serat bendrat), menggunakan kawat bendrat bergeometri lurus diameter ±1,0 mm yang dipotong-potong sepanjang 60 mm.
f. Tulangan besi sebanyak 2 buah dengan diameter 10 mm sebagai tulangan tarik. g. Superplastisizer seperlunya.
h. vaseline
2. Peralatan Mix Design dan Pembuatan Benda Uji Balok
a. Molen, untuk mencampur adukan beton dengan kapasitas 200 liter. b. Ember, untuk mengangkat air
c. Sekop, untuk mengambil agregat d. Mistar, untuk mengukur nilai slump
e. Kerucut abhrams, untuk mengukur nilai slump f. Batang perojok, untuk mengukur nilai slump g. Kain yang dibasahi, untuk perawatan benda uji
h. Bekisting, terdiri dari papan dan kayu sebagai pencetak balok beton yang berukuran 15 cm x 25 cm dengan panjang benda uji 320 cm
3. Peralatan Uji Tarik Balok Beton
a. Seperangkat alat uji balok (Hydraulic Jack) dengan perletakan sederhana (sendi-rol) pada Laboratorium Struktur Program Magister (S-2) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
b. Seperangkat alat ukur regangan balok 4. Peralatan Uji Material Beton
1.6.2 Pelaksanaa Penelitian
Pelaksanaan penelitian dan pengujian ini dilakukan berdasarkan SNI-03-6827-2002. 1. Uji Material beton, yaitu:
• Analisa Ayakan Pasir dan Kerikil • Berat Jenis Pasir dan Kerikil • Berat Isi Pasir dan Kerikil • Kadar Lumpur Pasir dan Kerikil
2. Pendesainan (Mix Design) beton silinder sebanyak 12 buah ( 6 buah beton silinder tanpa serat bendrat/kawat dan 6 buah beton silinder dengan penambahan serat bendrat/kawat).
3. Pengujian Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah beton dengan benda uji 12 buah silinder beton yang dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Program Strata Satu (S-1) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
4. Pendesainan (Mix Design) benda uji sebanyak 2 buah balok beton bertulang (1 buah balok beton bertulang normal dan 1 buah balok beton bertulang dengan penambahan serat bendrat/kawat pada daerah tarik) yang dilakukan di Laboratorium Bahan Rekayasa Program Strata Satu (S-1) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
5. Pengujian kuat lentur benda uji 2 buah balok beton bertulang yang dilakukan di Laboratorium Struktur Program Magister (S-2) Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara. Pengujian kuat lentur dilakukan dengan cara meletakan balok diatas dua tumpuan (sendi-rol), kemudian diberi beban statis dengan menggunakan
1.6.3 Rencana Benda Uji
Tabel 1. 1 Rencana Benda Uji Balok Beton Bertulang
Kode
Benda Uji
Panjang
Bentang
(cm)
Lebar
(cm)
Tinggi
(cm)
Tulangan
Tarik
Tulangan
Tekan
Volume
Serat pada
daerah
tarik
Jumlah
BLKBB 320 15 30 2Ø12 mm 2Ø12 mm - 1 BLKSB 320 15 30 2Ø12 mm 2Ø12 mm 2% 1
Tabel 1. 2 Rencana Benda Uji Beton Silinder
Kode
Benda Uji Diameter (cm) Tinggi (cm) Volume Serat Jumlah
CYLB 15 30 - 6
CYLSB 15 30 2% 6
Gambar 1. 1 Penampang Memanjang Benda Uji Balok Beton Bertulang Serat
Gambar 1. 2 Potongan I-I
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini bertujuan memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang dibahas pada tugas akhir ini. Sistematika penulisan adalah sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang penelitian, perumusan masalah penelitian, tujuan penelitian, metodologi penelitian, pembatasan masalah, mekanisme pengujian dan sistematika
penulisan.
BAB II. STUDI PUSTAKA
Bab ini berisikan uraian umum dan khusus mengenai beton dan serat bendrat yang akan diteliti berdasarkan referensi-referensi yang didapat oleh penulis.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi uraian tentang persiapan penelitian mencakup penyediaan bahan yang digunakan dalam penelitian, pekerjaan pertukangan hingga pelaksanaan pengujian.
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi analisa dan hasil pengujian benda uji dalam penelitian di laboratorium, yaitu hasil pengujian beton silinder dan kuat lentur, rgangan dan lendutan balok dengan tulangan tarik dan balok dengan serat bendrat sebagai pengganti tulangan tarik serta pembahasannya.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian yang dilakukan dari seluruh kegiatan tugas akhir ini dengan menitikberatkan pada perilaku struktur terkhusus kuat tarik pada balok beton dan beberapa saran untuk penelitian selanjutnya.
30
15 15
BAB II
STUDI PUSTAKA
Beton
Beton merupakan bahan konstruksi yang sangat penting dan paling dominan digunakan pada struktur bangunan. Menurut SNI 03-2847-2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat. Seperti substansi-substansi mirip batuan lainnya, beton memiliki kuat tekan yang tinggi dan kuat tarik yang sangat rendah.
2.1.1 Bahan Beton
2.1.1.1Semen
Semen Portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium dengan gypsum sebagai bahan tambahan (PUBI-1982).
1. Sifat Semen Portland
Spesifikasi Semen Portland umumnya menempatkan batas pada komposisi kimia dan sifat fisiknya. Pengertian yang signifikan dari sifat fisik semen sangat membantu dalam hal mengaplikasikan hasil dari uji semen. Berikut adalah sifat dari Semen Portland :
a. Kehalusan (Fineness)
Kehalusan semen mempengaruhi panas yang dihasilkan dan besarnya hidrasi. Nilai kehalusan yang tinggi akan meningkatkan hidrasi semen dan meningkatkan pertumbuhan kuat tekan.
b. Kekuatan (Soundness)
Kekuatan ini berdasarkan pada kemampuan pasta untuk mengeras serta mempertahankan volumenya setelah pengikatan.
c. Konsistensi (Consistency)
Konsistensi didasarkan pada gerakan relatif pada semen pasta segar atau mortar atau kemampuannya untuk mengalir.
Waktu pengikatan diindikasikan dengan pasta yang sedang menimbulkan reaksi hidrasi yang normal.
e. Salah Pengikatan (False Set)
Salah Pengikatan adalah bukti dari hilangnya plastisitas tanpa berkembangnya panas setelah pencampuran.
f. Kuat Tekan (Compressive Strength)
Kuat tekan didukung oleh tipe semen, komposisi bahan dan kehalusan semen.
g. Panas Hidrasi (Heat of Hydration)
Panas Hidrasi adalah panas yang ditimbulkan ketika semen dan air bereaksi. Panas yang dihasilkan bergantung pada komposisi kimia dari semen tersebut. h. Kehilangan Pembakaran (Loss on Ignition)
Kehilangan Pembakaran diindikasikan sebelum hidrasi dan karbonasi, yang diakibatkan penyimpanan yang tidak sesuai.
2. Kandungan Semen Portland
Bahan dasar utama Semen Portland adalah oksida kapur, oksida silica, oksida aluminia, dan oksida besi.
Tabel 2. 1 Senyawa Utama Semen Portland
Nama Senyawa Komposisi Oksida Singkatan
Trikalsium Silikat 3CaO.SiO2 C3S
Dikalsium Silikat 2CaO.SiO2 C2S
Trikalsium Aluminat 3CaO.Al2O3 C3A
Tetrakalsium Aluminoferit 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF
Tabel 2. 2 Perkiraan Batas Komposisi Semen Portland
Oksida Isi (%)
CaO 60 – 67
SiO2 17 – 25
Al2O3 3 – 8
Fe2O3 0,5 – 6
MgO 0,1 – 4
Alkalis 0,2 – 1,3
3. Tipe Semen Portland
Secara umum, semen Portland yang ada diproduksi ada 5, antara lain6: a. Tipe I (Ordinary Portland Cement)
Semen Portland Tipe I merupakan semen yang umum digunakan untuk berbagai pekerjaan konstruksi yang mana tidak terkena efek sulfat pada tanah atau berada di bawah air.
b. Tipe II (Modified Cement)
Semen Portland Tipe II merupakan semen dengan panas hidrasi sedang atau di bawah semen Portland Tipe I serta tahan terhadap sulfat. Semen ini cocok digunakan untuk daerah yang memiliki cuaca dengan suhu yang cukup tinggi serta pada struktur drainase.
c. Tipe III (Rapid-Hardening Portland Cement)
Semen Portland Tipe III memberikan kuat tekan awal yang tinggi. Semen ini diproduksi dengan cara memisahkan bagian halus semen cepat keras
sehingga menghasilkan semen dengan permukaan spesifik tinggi dan sering digunakan pada pembuatan beton dengan kekuatan awal yang tinggi. Semen Tipe III ini hendaknya tidak digunakan untuk konstruksi beton misal atau dalam skala besar karena tingginya panas yang dihasilkan dari reaksi beton tersebut.
d. Tipe IV (Low-Heat Portland Cement)
Semen Portland Tipe IV digunakan jika pada kondisi panas yang dihasilkan dari reaksi beton harus diminimalisasi. Namun peningkatan kekuatan lebih lama dibandingkan semen tipe lainnya karena proporsi dicalsium silikat yang lebih banyak tetapi tidak mempengaruhi kuat akhir.
e. Tipe V (Sulphate-Resisting Cement)
6
L.J. Murdock dan K.M. Brook, 1978, Bahan dan Praktek Beton
2.1.1.2 Agregat
Agregat adalah butiran mineral yang berfungsi sebagai bahan pengisi campuran mortar dan beton dan menguasai 60% hingga 75% dari volume beton (70% hingga 85% dari berat).
1. Jenis Agregat
• Agregat halus merupakan butiran mineral dengan besar butiran < 5 mm, tersedia secara alami (pasir sungai, pasir pantai, pasir galian) atau secara mekanis / buatan (pasir buatan dari alat pemecah batu).
• Agregar kasar merupakan butiran – butiran mineral dengan besar 5 mm – 40 mm, tersedia secara alami (kerilil sungai, kerikil galian) dan secara mekanik (batu pecah dari alat pemecah batu).
2. Karakteristik Agregat
• Agregat halus harus memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan:
a. Harus terdiri dari butir-butir tajam, keras dan harus bersifat kekal terhadap cuaca (tidak pecah / hancur oleh pengaruh cuaca).
b. Harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya. Hasil analisa ayakan memenuhi batasan-batasan yang ditentukan pada SK SNI T-15-1990-03, modulus kehalusan 2,3 – 3,1.
c. Bahan-bahan yang dapat merusak -gumpalan liat dan butiran lebih halus dari 75 mikrometer- tidak lebih dari 3%.
d. Harus bebas dari bahan-bahan organis yang merusak (diuji dengan NaCl, warna agregat halus yang bagus ialah kuning jernih).
• Agregat kasar harus memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan:
a. Terdiri dari butir-butir yang keras, tidak berpori dan kekal terhadap cuaca.
c. Kekerasan diuji dengan mesin pengaus Los Angeles, dimana tidak boleh terjadi kehilangan berat > 50 %.
d. Harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya. Hasil analisa ayakan memenuhi batasan-batasan yang ditentukan pada SK SNI T-15-1990-03.
e. Bahan-bahan yang dapat merusak -gumpalan liat dan butiran lebih halus dari 0,075 mm- tidak lebih dari 5%.
2.1.1.3 Air
Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen serta untuk menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar dapat mudah dikerjakan dan dipadatkaan.
Untuk bereaksi dengan semen, air yang diperlukan hanya sekitar 25% berat semen saja, namun dalam kenyataannya nilai faktor air semen yang dipakai sulit kurang dari 0,35. Kelebihan air ini dipakai sebagai pelumas, tetapi tidak boleh terlalu banyak karena menyebabkan kekuatan beton akan rendah serta beton yang porous. Air yang digunakan biasanya adalah air suling, air sungai dan air laut (mengandung 3,5% garam, 78% sodium clorida dan 15% magnesium sulfat. Air laut tidak boleh digunakan pada beton bertulang dan beton pra tegang).
Dalam pemakaian air untuk beton, sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut7:
a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gr/ltr.
b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organic dan sebagainya) lebih dari 15 gr/ltr.
c. Tidak mengandung clorida (Cl) lebih dari 0,5 gr/ltr. d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gr/ltr.
2.1.2 Sifat Mekanik Beton
2.1.2.1 Kuat Tekan
�=�
�
7
Kardiyono Tjokrodimuljo, 1994, Teknologi Beton:45.
Dimana: � = Tegangan Tekan beton (N/mm²)
P = besar gaya yang diberikan pada silinder (N) A = luasan alas silinder (пd²/4) (mm²)
Gambar 2. 1 Uji Tekan Beton
Kuat tekan masing-masing benda uji ditentukan oleh tegangan tekan tertinggi (f’c) yang dicapai benda uji pada umur 28 hari akibat beban tekan selama percobaan. Dengan demikian dicatat bahwa tegangan f’c bukan pada saat benda uji hancur, melainkan tegangan maksimum pada saat regangan beton (εc) mencapai nilai ±
0,002.8
Gambar 2. 3 Diagram Kuat Beton-Umur Beton (Istimawan, 1996)
8
Istimawan Dipohusodo, 1996, Struktur Beton Bertulang:7.
Dalam teori Teknologi Beton dijelaskan bahwa faktor-faktor yang sangat mempengaruhi kekuatan beton ialah:
a. Faktor Air Semen (fas); fas jangan terlalu besar dan jangan terlalu kecil, diperlukan fas optimum.
b. Umur Beton; kuat tekan beton bertambah sesuai bertambahnya umur beton. c. Jenis semen, setiap semen memiliki kelajuan kenaikan kekuatan yang
berbeda-beda.
d. Jumlah Semen; jika nilai slam sama, beton dengan kandungan semen yang lebih banyak mempunyai kuat tekan lebih tinggi.
e. Sifat Agregat; yang paling dominan adalah kekasaran permukaan dan ukuran maksimumnya.
2.1.2.2 Kuat Tarik
Kuat tarik bahan beton normal hanya berkisar 9% - 15% dari kuat tekan beton. Kuat tarik beton sulit diukur. Suatu nilai pendekatan yang umum dilakukan dengan menggunakan modulus of rupture, ialah tegangan tarik lentur beton yang timbul pada pengujian hancur pada beton.
merata arah tegak lurus. Tegangan tarik diambil pada saat benda uji terbelah menjadi dua bagian (split cylinder strength).
��= 2� ���
Dimana: ft = kuat tarik belah (N/mm²) P = beban pada waktu belah (N) L = panjang benda uji silinder (mm) D = diameter benda uji silinder (mm)
2.1.2.3 Modulus Elastic
Mengamati kurva tegangan dan regangan yang berbeda, pada umumnya kuat tekan maksimum tercapai pada saat nilai satuan regangan tekan (ε) mencapai ±0,002. Selanjutnya nilai tegangan akan berkurang sejalan bertambahnya nilai regangan.
Gambar 2. 5 Berbagai Kuat Tekan Benda Uji Beton (Istimawan, 1996) P
P
Kuat tekan beton mempengaruhi kemiringan kurva sehingga turut mempengaruhi modulus elastisitas beton. Sesuai dengan SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.1.5 digunakan rumus nilai modulus elastisitas beton sebagai berikut9:
�� = 0,043��¹˙⁵√�′�
Dimana: Ec = modulus elastic beton (MPa) Wc = berat isi beton (kg/m³) f’c = kuat tekan beton (MPa)
9Istimawan Dipohusodo, 1996, Struktur Beton Bertulang:9.
Rumus empiris tersebut hanya berlaku untuk beton dengan berat isi berkisar antara 1500 dan 2500 kg/m³. Untuk beton normal dengan berat isi ±23 KN/m³ digunakan nilai:
��= 4700√�′�
2.1.2.4 Rangkak dan Susut
Beton yang sedang menahan beban akan terbentuk suatu hubungan regangan dan tegangan yang merupakan fungsi dari waktu pembebanan. Beton menunjukan sifat elastic murni hanya pada waktu menahan beban singkat.
Rangkak merupakan sifat dimana beton mengalami perubahan bentuk (deformasi) permanen akibat beban tetap yang bekerja padanya. Nilai rangkak semakin berkurang untuk selang waktu tertentu dan kemungkinan berakhir setelah beberapa waktu berjalan. 75% dari total rangkak terjadi pada tahun pertama. Pada umumnya rangkak tidak mengakibatkan dampak langsung terhadap kekuatan struktur namun sejalan waktu akan meningkatkan besar lendutan (defleksi).
2.1.2.5 Kuat Geser
Pengujian untuk memperoleh keruntuhan geser yang betul-betul murni tanpa dipengaruhi tegangan-tegangan lain sangatlah sulit. Akibatnya pengujian kuat geser beton selama bertahun-tahun selalu menghasilkan nilai-nilai leleh yang terletak diantara 1/3 sampai 4/5 dari kuat tekan maksimumnya.
2.1.2.6 Perbandingan Poisson
Ketika sebuah silinder beton menerima beban, silinder tersebut tidak hanya berkurang tingginya tetapi juga mengalami ekspansi (pemuaian) dalam arah lateral.
Perbandingan ekspansi lateral dengan perpendekan longitudinal ini disebut sebagai Perbandingan Poisson (Poisson’s Ratio). Untuk beton mutu tinggi, nilai poisson’s ratio adalah 0,11; untuk beton mutu rendah nilai poisson’s ratio adalah 0,21; dengan nilai rata-rata 0,16.
Gambar 2. 6 Ekspansi Lateral dan Longitudinal
2.2 Balok Beton Bertulang
Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja dimana tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki oleh beton.
Kerjasama antara bahan beton dan baja tulangan dapat terwujud dengan didasarkan keadaan-keadaan: (1) lekatan sempurna antara batang tulangan baja dengan beton keras yang
2.2.1 Tulangan
Tulangan yang digunakan pada struktur beton terdapat dalam bentuk batang atau anyaman kawat yang dilas (wire mesh). Batang tulangan mengacu kepada tulangan polos / BJTP (plain bar) atau tulangan ulir / BJTD (deformed bar). Tulangan polos jarang digunakan kecuali untuk membungkus tulangan longitudinal, terutama pada kolom.
Sifat fisik batang tulangan baja yang paling penting untuk digunakan dalam perhitungan perencanaan beton bertulang ialah fy (tegangan luluh) dan Es (modulus elastisitas).
Dari suatu diagram hubungan tegangan-regangan tipikal untuk batang baja tulangan diketahui bahwa tegangan luluh (titik luluh) baja ditentukan melalui prosedur pengujian standar sesuai SII 0136-84 dengan ketentuan bahwa tegangan luluh adalah tegangan baja pada saat mana meningkatnya tegangan tidak disertai lagi dengan peningkatan regangannya. Di dalam perencanaan atau analisis beton bertulang umumnya nilai tegangan luluh baja tulangan diketahui atau ditentukan pada awal analisis.
Gambar 2. 7 Diagram Tegangan-Regangan Tulangan Baja (Istimawan, 1996)
Modulus elastis baja tulangan ditentukan berdasarkan kemiringan awal kurva tegangan-regangan di daerah elatis dimana antara mutu baja yang satu dengan lainnya tidak banyak variasi.
tiap satuan panjang. Baja-baja tulangan dapat dibuat dari baja billet (baja yang baru dibuat), baja as (dibuat dari bekas as roda kereta api) atau baja rel (dibuat dari bekas rel kereta api).
Gambar 2. 8 Kurva Tegangan-Regangan Baja (Timoshenko, 1983)
Perilaku baja tulangan dalam kondisi tarik dan kondisi tekan dapat diasumsikan sama, jika faktor tekuk pada baja diabaikan. Perilaku baja tulangan yang sebenarnya dibagi atas 4 fase, yaitu fase linear elastic (elastic linier), fase leleh (yielding), fase strain hardening dan fase weaking.
Tabel 2. 4 Jenis dan Kelas Baja Tulangan Sesuai SII 0136-80
2.2.2 Analisis Balok Beton Bertulang
Gambar 2. 9 Deformasi Lentur Balok Beton Bertulang
Apabila suatu gelagar balok bentang sederhana menahan beban yang mengakibatkan timbulnya momen lentur, akan terjadi deformasi (regangan) lentur di dalam balok tersebut. Pada kejadian momen lentur positif, regangan tekan terjadi dibagian atas dan regangan tarik dibagian bawah dari penampang.
Regangan- regangan tersebut menimbulkan tegangan-tegangan yang harus ditahan oleh balok, tegangan tekan di sebelah atas dan tegangan tarik di sebelah bawah. Agar stabilitasnya terjamin, batang balok sebagai bagian dari system yang menahan lentur harus kuat menahan tegangan tekan dan tegangan tarik.
2.2.2.1 Analisa Lentur Tulangan Tarik (Tunggal)
Kuat lentur suatu balok tersedia karena berlangsungnya mekanisme tegangan-tegangan dalam yang timbul di dalam balok yang pada keadaan tertentu dapat diwakili oleh gaya-gaya dalam. Momen tahanan dalam tersebut yang akan menahan atau memikul momen lentur rencana actual yang ditimbulkan oleh beban luar.
Untuk tujuan penyederhanaan, Whitney telah mengusulkan bentuk persegi panjang sebagai distribusi tegangan beton tekan ekivalen. Standard SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.3.2 ayat 7 juga menetapkan bentuk tersebut sebagai ketentuan, meskipun pada ayat 6 tidak menutup kemungkinan untuk menggunakan bentuk-bentuk yang lain sepanjang hal tersebut adalah hasil pengujian.
Gambar 2. 10 Diagram Tegangan Ekivalen Whitney (Istimawan, 1996)
Gambar 2. 11 Analisis Balok Bertulangan Tarik (Istimawan, 1996)
ND = 0,85 f’c ab NT = As fy
a = β1 c
Asb = ρbd As mak = 0,75 Asb
�� =0,85�′��₁ �� .
600 600 +��
Dimana: ND = resultante seluruh gaya tekan pada daerah di atas garis netral
NT = resultante seluruh gaya tarik pada daerah di bawah garis netral
MR = momen tahanan
z = jarak antara resultante tekan dan tarik c = jarak serat tekan terluar ke garis netral fy = tegangan luluh tulanangan
f’c = kuat tekan beton
Asb = luas tulanngan balok seimbang
ρ = ratio penulangan d = tinggi efektif balok b = lebar balok
β1 = konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton.
SK SNI T-15-1991-03 menetapkan nilai β1 = 0,85 untuk f’c 30
MPa, berkurang 0,008 untuk setiap kenaikan 1 MPa dan nilai tersebut tidak boleh kurang dari 0,65.
�������������������� (��) ≥ ������������������ℎ��� (��)
��= ∅��
Standard SK SNI T-15-1991-03 pasal 2.2.3 ayat 2 memberikan faktor reduksi kekuatan ∅ untuk berbagai mekanisme dan untuk tarik aksial tanpa dan dengan lentur ∅= 0,8.
2.2.2.2 Analisis Lentur Tulangan Tekan-Tarik (Ganda)
Pada praktik di lapangan, (hampir) semua balok selalu dipasang tulangan rangkap. Jadi balok dengan tulangan tunggal secara praktis tidak ada (jarang sekali dijumpai). Meskipun penampang beton pada balok dapat dihitung dengan
MR = ND(z) = NT (z)
tulangan tunggal (yang memberikan hasil tulangan longitudinal saja), tetapi pada kenyatannya selalu ditambahkan tulangan tekan minimal 2 batang, dan dipasang pada bagian sudut penampang balok beton yang menahan tekan.
Tulangan baja berperilaku elastic hanya sampai tingkatan dimana regangannya mencapai luluh (εy). Dengan kata lain, apabila regangan tekan baja (ε’s) sama atau
lebih besar dari regangan luluhnya (εy) maka sebagai batas maksimum tegangan
tekan baja (f’s) diambil sama dengan tegangan luluhnya (fy).
Pada analisa tulangan rangkap, dipakai anggapan bahwa kedua penulangan baik tekan maupun tarik telah meluluh sebelum atau pada saat regangan beton mencapai 0,003 (under reinforced / stadium retak). Kondisi ini diharapkan bahwa beton belum hancur, walaupun baja sudah luluh.
Tambahan tulangan longitudinal tekan ini selain menambah kekuatan balok dalam hal menerima beban lentur, juga berfungsi untuk memperkuat kedudukan begel balok (antara tulangan longitudinal dan begel diikat dengan kawat lunak, serta sebagai tulangan pembentuk balok agar mudah dalam pelaksanaan pekerjaan beton.
Gambar 2. 12 Analisis Balok Bertulangan Rangkap (Istimawan, 1996)
ND1= 0,85 f’c ab ND2= As’ f’s NT1= As1 fy
As= As1 + As2 As 1= ρmakbd
��′= ��₂= ������
∅�′�(�−�′)
�′� 0,003=
� − �′ �
Dimana: ND1 = resultante gaya tekan yang ditahan oleh beton
ND2 = resultante gaya tekan yang ditahan oleh tulangan baja tekan
NT1 = resultante gaya tarik pada tulangan tarik akibat beton
NT2 = resultante gaya tarik pada tulangan tarik
MR = momen tahanan
z = jarak antara resultante tekan dan tarik c = jarak serat tekan terluar ke garis netral fy = tegangan luluh tulanangan
f’c = kuat tekan beton
As1 = luas tulangan baja tekan (As’)
As2 = luas tulangan baja tarik
ρ = ratio penulangan d = tinggi efektif balok b = lebar balok
β1 = konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton.
SK SNI T-15-1991-03 menetapkan nilai β1 = 0,85 untuk f’c 30
MPa, berkurang 0,008 untuk setiap kenaikan 1 MPa dan nilai tersebut tidak boleh kurang dari 0,65.
2.2.2.3 Tulangan Geser
Penulangan geser dapat dilakukan dengan beberapa cara, seperti: a. Sengkang vertical
b. Jaringan kawat baja las yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial c. Sengkang miring / diagonal
MR = ND(z) = NT (z) NT= ND1+ND2
d. Batang tulangan miring diagonal dengan cara membengkokan tulangan utama e. Tulangan spiral
Cara umum yang paling sering dilaksanakan untuk penulangan geser adalah menggunakan sengkang. Beberapa petunjuk ketentuan penulangan sengkang: 1. Bahan-bahan dan tegangan maksimum
Untuk mencegah terjadinya lebar retak berlebihan pada balok, akibat gaya tarik diagonal berdasarkan SK SNI T-15-1991-03:
kuat luluh rencana tulangan geser tidak boleh melebihi 400 MPa dan nilai �����= 2
3��′���
2. Ukuran batang tulangan untuk sengkang
Umumnya digunakan batang tulangan D10 untuk sengkang, namun untuk gaya
geser yang relative besar digunakan tulangan D12
3. Jarak antar sengkang (spasi) / as max
Apabila: ��>13��′��� ��max =14� atau ��max = 300 �� �� ≤ 13��′��� ��max =1
2� atau ��max = 600 ��
Catatan: dipilih yang paling kecil
[image:30.595.270.421.538.665.2]Pada dasarnya jarak sengkang diambil tidak kurang dari 100 mm
Gambar 2. 13 Jarak Spasi Sengkang berdasarkan kekuatan
∅��=∅(��+��)
��= ��
∅ − ��
��= ������� dan ��= 16��′���
�� =1
3 ���
��
Dimana: Vn = gaya geser yang terjadi
Vu = gaya geser dalam yang bekerja Vc = gaya geser yang bekerja pada beton Vs = gaya geser yang bekerja pada tulangan Av = luas tulangan geser
as = jarak antar sengkang d = tinggi efektif balok
fy = tegangan luluh tulanangan f’c = kuat tekan beton
b = lebar balok
2.3 Beton Bertulang Serat
2.3.1 Serat
2.3.1.1 Jenis-Jenis Serat
Beberapa macam bahan fiber yang dapat dipakai untuk memperbaiki sifat-sifat beton dilaporkan oleh ACI Committee 544 (1982) dan Soroushian dan Bayasi (1987).Bahan tersebut adalah:
1. Serat metal, seperti: serat kawat (bendrat), serat besi dan serat strainless stell,
serat baja.
2. Serat polymeric, seperti: serat plastic (polypropylene) dan serat nylon. 3. Serat mineral, seperti serat kaca (glass)
4. Serat Alami, untuk keperluan non struktural fiber dari bahan alamiah (seperti ijuk, atau serat tumbuh-tumbuhan lainnya).
ACI Committee 544 mendefinisikan bahwa semua material yang terbuat dari baja/besi yang berbentuk fisik kecil/pipih dan panjang dapat dimanfaatkan sebagai serat pada beton. Menurut ACI Committee 544 secara umum fiber baja panjangnya antara 0,5 in (12,7 mm) sampai 2,5 in (63,57 mm) dengan diameter antara 0,017 in (0,45 mm) sampai 0,04 in (1,0 mm).
Untuk pembuatan beton berserat baja hendaknya dipenuhi ketentuan dibawah ini (ACI Committee 544):
Tabel 2.5 Perbandingan Batas Kondisi Agregat Beton Fiber
Keterangan Agregat maks ½ in
Agregat maks
¾ in
Agregat maks
1½ in
Semen 355,98 – 593,3 296,65 – 533,97 278,85 – 415,31
Water Cement ratio 0,35 – 0,45 0,35 – 0,50 0,35 – 0,55
Persentase Agregat
kasar
Persentase vol fiber
(profil) 0,4 – 1,0 0,3 – 0,8 0,2 – 0,7
Persentase vol fiber
(polos) 0,8 – 2,0 0,6 – 1,6 0,4 – 1,4
2.3.1.2 Serat Bendrat / Serat Kawat
[image:33.595.229.451.522.690.2]Kawat bendrat merupakan salah satu material baja yang memenuhi kriteria defenisi serat menurut ACI Committee 544. Selain itu, kawat bendrat yang merupakan kawat local ini murah harganya dan banyak tersedia di Indonesia. Sudarmoko meneliti pengaruh aspek rasio serat (nilai banding panjang dan diameter serat) yang dinyatakan panjang serat, terhadap sifat-sifat struktural adukan beton yang mengandung serat yang meliputi kuat tekan, kuat tarik dan modulus elastik. Dengan panjang serat kawat bendrat 60, 80 dan 100 mm dengan konsentrasi serat 1 % dari volume adukan disimpulkan hasil terbaik ditunjukan oleh beton serat dengan panjang serat 80 mm merupakan nilai yang optimal untuk ditambahkan pada adukan beton ditinjau dari sudut peningkatan kuat tarik dan kuat tekan. Sehingga disimpulkan, kawat bendrat berdiameter ± 1 mm dipotong– potong dengan panjang ± 8 cm dan dijadikan sebagai fiber (serat) (Ananta Ariatama, 2007).
Gambar 2. 15 Grafik Kuat Tarik dengan Panjang Serat (Sudarmoko, 1993)
2.3.2 Sifat Mekanik Beton Bertulang Serat
Kekuatan beton bertulang serat tidak berbeda jauh dari beton bertulang yang tidak memakai serat. Meskipun demikian, beton yang dihasilkan dengan penambahan serat ini mengalami peningkatan kekerasan yang substansial, dan mempunyai daya tahan yang lebih tinggi terhadap retak dan tumbukan.
Tulangan hanya menyediakan penguatan pada arah tulangan saja, tetapi serat yang disebarkan secara acak menyediakan kekuatan tambahan pada semua arah karena serat sedapat mungkin merekatkan retak yang terjadi. Hasilnya daktilitas dan kekerasan beton akan naik. Retak merupakan tanda bahwa beton lemah terhadap tarik.
2.3.3 Variabel Beton Bertulang Serat
Dalam pembuatan / perancangan beton bertulang serat ada beberapa variabel yang berpengaruh terhadap beton bertulang serat yang dihasilkan, diantaranya10 :
a. Fiber Aspect Ratio
Fiber Volume Fraction adalah persentase fiber / serat yang ditambahkan pada tiap satuan volume beton. Tiap jenis serat mempunyai persentase volume optimal yang dapat memperbaiki sifat-sifat beton berserat tersebut.
c. Mutu Beton
Berbeda pada beton mutu normal, penambahan fiber pada beton mutu tinggi akan mengakibatakan tingkat workability yang menjadi rendah karena persentase airnya yang kecil. Hal ini tentu saja akan menyulitkan pengerjaan di lapangan bila tidak diantisipasi. Penambahan additive tertentu akan menjadikan beton serat tersebut menjadi lebih mudah dikerjakan.
d. Bentuk Permukaan Serat
Daya lekat ( bond ) antara serat dan beton sangat berpengaruh terhadap kualitas beton fiber. Makin besar lekatannya maka sifat-sifat mekanis beton akan makin baik, dimana tegangan beton akan ditansfer dari beton ke serat melalui lekatan tersebut sampai beton mengalami retak-retak. Semakin kasar permukaan serat maka lekatannya akan semakin kuat, sehingga pada serat baja dikembangkan bentuk - bentuk penampang yang bervariasi.
e. Metode / Cara Pencampuran
Penyebaran serat pada adukan beton tergantung metode / cara pencampurannya. Ada dua cara pencampuran, yaitu pencampuran kering dan pencampuran basah
10 Ananta Ariatama, Pasca Sarjana FT Universitas Diponegoro, 2007, Pengaruh Pemakaian Serat Kawat Berkait Pada Kekuatan Beton Mutu Tinggi Berdasarkan Optimasi Diameter Serat.
yang keduanya boleh dilakukan tergantung pada jenis serat yang digunakan. Pencampuran kering adalah dengan mencampurkan serat pada beton sebelum dituang air. Sebaliknya pencampuran basah, serat dicampurkan setelah adukan beton dituangi air.
Selain itu, beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam beton bertulang serat adalah
fiber dispersion atau teknik pencampuran adukan agar fiber yang ditambahkan dapat tersebar merata dengan orientasi yang random dalam beton dan masalah kelecakan
(workability) adukan.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Perhitungan Benda Uji Balok Beton Bertulang
3.1.1 Benda Uji Balok Beton Bertulang Normal
Pada pengujian ini, direncanakan suatu balok beton bertulang dengan data berikut:
b = 15 cm
h = 25 cm
selimut beton = 3.5 cm
mutu beton K-225 (f’c = 19.763 MPa) mutu tulangan baja BJTP 24 (fy = 240 MPa) q = 0.25 m x 0.15 m x 24 KN/m3 = 0.9 KN/m As = As’ = 226.2 mm2
[image:37.595.89.544.263.448.2]d’ = selimut beton + Ø sengkang + ½(Ø tulangan utama) = 35 mm + 6 mm + ½ (12)
Gambar 3. 1 Sketsa Perencanaan Balok Beton Bertulang
Garis netral
150
��
�′
2D12 2D12
�� = 0,003 a d’
250 D6-100
d c As’
As
Nt2 Nt1
Nd2 Nd1
= 47 mm
d = h – selimut beton - Ø sengkang - ½(Ø tulangan utama) = 250 mm – 35 mm – 6 mm – ½ (12)
= 203 mm
Dianggap bahwa semua tulangan baja, baik tulangan tarik maupun tulangan tekan telah mencapai luluh.
Dengan mengacu pada gambar
NT1 + NT2 = ND1 + ND2
As’(fy) + As(fy) = 0.85(f’c)(a)(b) + As’(f’s)
(226.2 mm2 + 226.2 mm2)(240 N/mm2) = 0.85(19.763 N/mm2)(a)(150 mm) + 226.2 mm2(240 N/mm2) 108576 N = 2519.78(a) N/mm + 54288 N
2519.78 (a) N/mm = 54288 N a = 21.545 mm
Tentukan letak garis netral c = a / β1
c = 21.545 mm / 0.85 c = 25.35 mm
dimana: c = jarak serat tekan terluar ke garis netral
[image:38.595.247.362.517.622.2]Pemeriksaan regangan tulangan baja dengan berdasarkan segitiga sebangun:
Gambar 3. 2 Sketsa Regangan Tulangan Baja
Pada tulangan tekan ��′= � − �′
� (0.003) =
(25.35−47)
25.35 (0.003) =−0.0025 Pada tulangan tarik
��=� − �
� (0.003) =
(203−25.35)
Karena ɛs>ɛy>ɛs’ , maka tulangan baja tarik telah meluluh tetapi baja tekan belum. Dengan demikian, ternyata anggapan-anggapan pada langkah awal tidak benar. Maka diperlukan mencari garis netral terlebih dahulu.
NT1 + NT2 = ND1 + ND2
As’(fy) + As(fy) = 0.85(f’c)(a)(b) + As’(f’s)
Dimana: �′�=��′��=�−�� ′(0.003)(��) Astot = As’ + As
a = β1 (c)
Dengan melakukan beberapa substitusi didapat:
Astot (fy) = 0.85(f’c)β1(c)(b) + As’�−� ′
� (0.003)(��) ] x c
Astot(fy)c = 0.85(f’c)β1(c2)(b) + 0.003EsAs’c – 0.003EsAs’d’
0.85(f’c)β1(b)(c2) + (0.003EsAs’ – Astot fy)c – 0.003EsAs’d’ = 0
Dengan memasukan nilai-nilai berikut:
Es = 200000 N/mm2 β1 = 0.85
Astot = 452.4 mm2 As’ = 226.2 mm2 Fy = 240 N/mm2 f’c = 19.3 N/mm2
b = 150 mm d’ = 47 mm
diperoleh persamaan berikut untuk memperoleh nilai c 2141.86 c2 + 27144 c – 6378840 = 0
Dengan rumus ABC didapat: c1 = 48.603 mm
c2 = - 61.275 mm (tidak memenuhi)
Digunakan : c = 48.603 mm
Dengan nilai c = 48.603 mm dicari nilai-nilai yang belum diketahui
f′s =c−d′
c (0.003)(Es) =
(48.603−47)
48.603 (0.003)(200000) = 19.79 MPa < 240 ���
Dengan demikian berarti anggapan yang digunakan adalah benar. a = β1 (c) = 0.85 (48.603) = 41.312 mm
Nd1 = 0.85(f’c)(a)(b) = 0.85(19.763)(41.312)(150) = 104100.8 N
Nd = Nd1 + Nd2 = 108576 N
Nt = Astot (fy) = (452.4)(240) = 108576 N
��= �� … … … . .��‼! Mn1 = Nd1 (z1) = Nd1 (d-1/2a) = = 104100.8 (203-1/2(41.312)
= 18982127.67 Nmm atau 18,98 KNm Mn2 = Nd2 (z2) = Nd2 (d-d’) = 4476.25 (203-47)
= 698294.9398 Nmm atau 0.698 KNm Mn = Mn1 + Mn2 = 19680422.61 Nmm atau 19.68 KNm
Menghitung besarnya P terpusat
���= 0 ��(�)−1
2� � 2 3�� −
1 2� �
1 3�� −
1
2��² = 0
��(�)−1
2�� − 1
2��² = 0
�� =1
2�+ 1 2��
L
½ P ½ P
1/3L 1/3L 1/3L
A B
Mn = M maks
M maks berada pada x = 1/3L = 2/3L ��=��(�)−1
2� �� − 1 3�� −
1 2��²
��= �1
2�+ 1 2��� �
1 3�� −
1 2� �
1 3� −
1 3�� −
1 2� �
1 3��²
��= 1
2� 1 3�+
1 2��
1 3� −
1 2� �
1 3��²
��= 16��+16��² −181 ��² Dengan memasukan nilai-nilai berikut: Mn = 19.68 KNm
L = 3 m q = 0.9 KN/m 19.68 ���= 1
6�(3 �) + 1
6(0.9��/�)(3�)² − 1
18(0.9��/�)(3�)²
19.68 ���= 0.5�(�) + 1.35 ��� −0.45 ��� 0.5 �= 18.78 ��
�= 37.56 ��
Karena terdapat 2 beban terpusat yang diberikan, maka masing-masing beban yang diberikan sebesar:
3.1.2 Benda Uji Balok Beton Bertulang Serat Bendrat / Kawat
h = 250 mm f’c = 27.119 MPa atau 27.119 N/mm2
b = 150 mm fy = 240 MPa atau 240 N/mm2
As / As’ = 226,2 mm2 β1 = 0,85
d’ = selimut beton + Ø sengkang + ½(Ø tulangan utama) = 35 mm + 6 mm + ½ (12)
= 47 mm
d = h – selimut beton - Ø sengkang - ½(Ø tulangan utama) = 250 mm – 35 mm – 6 mm – ½ (12)
= 203 mm
ND1 + ND2 = NT + NTserat
(As’ x fs’) + (0.85 x f’c x a x b) = (As x fy) + (As’ x fy) + ( f’tf x 0.85 x hf x b)
226.2 (�−47
� )600 + 0.85 x 27.119 x (0.85xc) x 150 = (226.2 x 240) + (226.2 x 240) + {3.253 x 0.85 x (250 – c) x 150}
135720 (�−47
� ) + 2939.022 c = 54288 + 54288 + 103689.375 – 414.758 c 135720 (c – 47) + 2939.022 c2 = 212265.375 c – 414.758 c2
Garis netral
150 D6-100
Nt serat
��
�′
2D12 2D12
��= 0,003 a d
250 d
c As’
Nt2 Nt1
Nd2 Nd1
z1 z2
As
Serat
Bendrat/Kawat
0.85f’c
3353.78 c2 – 212265.375 c + 135720 c – 6378840 = 0 3353.78 c2 – 76545.375 c – 6378840 = 0
C = 67.116 mm
C = -37.175 mm (tidak memenuhi)
3.2 Perhitungan Tulangan Geser
Dengan menghitung kembali reaksi pada perletakan yang direncanakan dan gaya lintang yang terjadi pada balok yang direncanakan dengan memasukan beban-beban yang telah dihitung sebelumnya dapat ditentukan banyaknya tulangan geser yang dibutuhkan.
���= 0 ��(�)−1
2� � 2 3�� −
1 2� �
1 3�� −
1
2��² = 0
��(�)−1
2�� − 1
2��² = 0
�� =1
2�+ 1 2��
�� =12(37.56 ��) +1
2(0.9��/�)(3�)
�� = 20.13 �� L
1/3 L 1/3 L 1/3 L
A B
[image:43.595.103.506.285.415.2]q
Gambar 3. 5 Sketsa Pembebanan Balok Beton Bertulang
Perhitungan Gaya Lintang
0 ≤ x ≤ 1/3L
��= ��(�)−1
2��²
�� =�� − ��
Untuk x = 0 Dx = 20.13 KN
Mx = 0 KNm
Untuk x = 1/3(3 m) = 1 m Dx = 20.13 – 0.9 = 19.23 KN
Mx = 20.13 (1) – ½ (0.9)(1)2 = 19.68 KNm
1/3L ≤ x ≤ 2/3L
�� =��(�)−1
2�(� − 1 3�)−
1
2��² =��(�)− 1 2��+
1 2�
1 3� −
1 2��²
�� =�� −12� − ��
Untuk x = 1/3(3 m) = 1 m Dx = 20.13 – ½(37.56) – (0.9)(1) = 0.45 KN Mx = 20.13(1) – ½(37.56)(1-1/3(3)) – ½(0.9)(1)2
= 19.68 KNm
Untuk x = 2/3(3 m) = 2 m Dx = 20.13 – ½(37.56) – (0.9)(2) = -0.45 KN Mx = 20.13(2) – ½(37.56)(2-1/3(3)) – ½(0.9)(2)2
Dari perhitungan di atas diperoleh Gaya Lintang Maksimum (D maks) sebesar 20.13 KN Maka besarnya gaya geser rencana total karena beban luar (Vu) = 20.13 KN.
Kapasitas kemampuan beton menahan gaya geser adalah Vc dan kapasitas kemampuan tulangan menahan gaya geser adalah Vs.
��=1
6��′���
��=16√19.763 (150)(203) ��= 22561.215 �= 22.561 ��
1
2∅��=
1
2(0.6)(22.561) = 6.768 ��
Karena Vu > 1
2∅��, maka diperlukan tulangan sengkang.
Menghitung Vs pada tempat dukungan balok: �������= ��∅ − �� =200.13
.6 −22.561 = 10.989 �� Menghitung Vs dimana bekerja beban terpusat:
Vu = 19.23 KN
Gambar 3. 6 Diagram Momen Balok Beton Bertulang
�������= ��
∅ − �� =
19.23
0.6 −22.561 = 9.489 ��
Apabila digunakan tulangan baja D6 (As=56.6 mm²) untuk sengkang, maka spasi yang diperlukan adalah:
������=��.��.�
�� =
56.6 (240)(203)
10.989(103)
������=5610.6 (240)(203) .989(103)
������= 250.94 ��
Sengkang yang dipasang adalah D6-100 untuk keseluruhan balok
3.3 Perhitungan Lendutan
Lendutan yang terjadi pada balok akibat berat sendiri dan besarnya beban terpusat yang diberikan oleh hydraulic jack. Lendutan tersebut dihitung dengan rumus :
a. Lendutan Akibat Beban Terpusat
∆�₁=0.5�� 24�� (3�
2−4�2)
Dimana: 0.5 P = beban terpusat = 18.78KN � = 1 m
E = modulus elastisitas beton
I = momen inersia penampang balok (mm4) � = 4700��′� = 4700√19.763 = 20894.13 ��� �= 1
12�ℎ³ = 1
12(150)(250)3 = 195 312 500 ��⁴
Maka besar lendutan:
L
½ P ½ P
1/3L 1/3L 1/3L
A B
∆�₁= 24 18.78�103�(1000)
(20894.13)(195312500)(3(3000)
2−4(1000)2)
∆�₁= 4.41 ��
b. Lendutan Akibat Berat Sendiri
∆�₂= 5��4
384��
∆�₂= 5(0.9)(3000)⁴
384(20894.13)(195312500)
∆�₂= 0.232 ��
Total lendutan yang terjadi adalah: ∆� = ∆�₁+∆�₂
∆� = 4.41 + 0.232
∆�=�.�����
L
1/3 L 1/3 L 1/3 L
A B
[image:47.595.110.515.181.277.2]q
Berdasarkan SK SNI 03-2847- 2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, Batas lendutan izin maksimum adalah sebagai berikut:
Tabel 3. 1 Lendutan Izin Maksimum
Jenis Komponen Struktur Lendutan yang
Diperhitungkan Batas Lendutan
Atap datar yang tidak menahan atau tidak
disatukan dengan komponen nonstructural
yang mungkin akan rusak oleh lendutan
yang besar
Lendutan seketika akibat beban
hidup (L)
�ᵅ 180
Lantai yang tidak menahan atau tidak
disatukan dengan komponen nonstructural
yang mungkin akan rusak oleh lendutan
yang besar
Lendutan seketika akibat beban
hidup (L)
� 360
Konstruksi atap atau lantai yang menahan
atau disatukan dengan komponen
nonstruktural yang mungkin akan rusak
oleh lendutan yang besar
Bagian dari lendutan total yang
terjadi setelah pemasangan
komponen nonstruktural (jumlah
dari lendutan jangka panjang,
akibat semua beban tetap yang
bekerja, dan lendutan seketika,
akibat penambahan beban hidup)c
�ᵇ 480
Konstruksi atap atau lantai yang menahan
atau disatukan dengan komponen
nonstruktural yang mungkin tidak akan
rusak oleh lendutan yang besar.
�ᵈ 240
a Batasan ini tidak dimaksudkan untuk mencegah kemungkinan penggenangan air. Kemungkinan penggenangan air harus diperiksa dengan melakukan perhitungan lendutan, termasuk lendutan tambahan akibat adanya penggenangan air tersebut, dan mempertimbangkan pengaruh jangka panjang dari beban yang selalu bekerja, lawan lendut, toleransi konstruksi dan keandalan sistem drainase.
b Batas lendutan boleh dilampaui bila langkah pencegahan kerusakan terhadap komponen yang ditumpu atau yang
disatukan telah dilakukan.
c Lendutan jangka panjang harus dihitung berdasarkan ketentuan 11.5(2(5)) atau 11.5(4(2)), tetapi boleh dikurangi
dengan nilai lendutan yang terjadi sebelum penambahan komponen non-struktural. Besarnya nilai lendutan ini harus ditentukan berdasarkan data teknis yang dapat diterima berkenaan dengan karakteristik hubungan waktu dan lendutan dari komponen struktur yang serupa dengan komponen struktur yang ditinjau.
d Tetapi tidak boleh lebih besar dari toleransi yang disediakan untuk komponen non-struktur. Batasan ini
Lendutan izin maksimum:
∆� (4.642 ��) <∆�����
a. �
180=
3000��
180 = 16.67 �� ……….. OK
b. �
360=
3000��
360 = 8.33 �� ……….. OK
c. �
480=
3000��
480 = 6.25 �� ……….. OK
d. �
240=
3000��
240 = 12.5 �� ……….. OK
3.4 Pembuatan Benda Uji Balok Beton Bertulang
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan benda uji dibagi tiga tahap, yaitu : Perencanaan campuran beton
Persiapan alat dan bahan Pengecoran Beton Perawatan Beton Pengujian Beton
3.4.1 Perencanaan Campuran Beton
3.4.1.1 Perencanaan Campuran Benda Uji Silinder
Dalam penelitian ini direncanakan memiliki mutu beton K-225, sehingga perencanaan campuran (Mix Design) benda uji silinder adalah sebagai berikut : 1. Benda Uji Silinder Beton Normal
Volume untuk 1 buah silinder beton, dengan diameter (d) = 15 cm dan tinggi (h) = 30 cm:
Volume 1 buah silinder beton = 1
4���2�ℎ
= 1
4� 22
7 � (15)2� 30
Benda uji yang digunakan pada penelitian inimadalah kurang dari 30. Berdasarkan SNI 03-2834-2000, maka ditentukan factor modifikasi seperti pada Tabel 3.2 Faktor Modifikasi Untuk Jumlah Pengujian Kurang Dari 30 Contoh.
Tabel 3. 2 Faktor Modifikasi Untuk Jumlah Pengujian Kurang Dari 30 Contoh
Jumlah Pengujian Faktor Modivikasi
Kurang dari 15 contoh >1.16
15 contoh 1.16
20 contoh 1.08
25 contoh 1.03
30 contoh atau lebih 1
CATATAN:
Interpolasi untuk jumlah pengujian yang berada diantara nilai-nilai di atas
Digunakan factor modifikasi = 1.3
Maka, Volume 6 buah silinder beton = 6 x 0,0053036 m3 x 1.3 = 0.0413681 m3
Dari hasil Mix Design diperoleh perbandingan komposisi beton silinder sebagai berikut:
Semen : Pasir : Kerikil : Air = 1 : 1.9 : 2.88 : 0.54
Tabel 3. 3 Komposisi Rencana Silinder Beton Normal
Beton Normal Semen (Kg) Pasir (Kg) Kerikil (Kg) Air (Kg)
14.6 27.8 42.3 7.7
30 15
2. Benda Uji Silinder Beton Serat Bendrat/Kawat
Volume untuk 1 buah silinder beton, dengan diameter (d) = 15 cm dan tinggi (h) = 30 cm:
Volume 1 buah silinder beton = 1
4���2�ℎ
= 1
4� 22
7 � (15)2� 30
= 5303.571 cm3 = 0.0053036 m3
Digunakan factor modifikasi 1.3 (lihat Tabel 3.2 Faktor Modifikasi Untuk Jumlah Pengujian Kurang Dari 30 Contoh).
Maka, Volume 6 buah silinder beton = 6 x 0,0053036 m3 x 1.3 = 0.0413681 m3
Dari hasil Mix Design diperoleh perbandingan komposisi beton silinder dengan serat bendrat/kawat sebagai berikut:
Semen : Pasir : Kerikil : Air : Serat : Superplasticizer 1 : 1.9 : 2.88 : 0.54 : 0.02 : 0.006
Pada penelitian ini digunakan penambahan serat bendrat/kawat sebesar 2% dari volume semen. Dan pada penelitian ini digunakan Superplasticizer dengan jenis Tipe A yaitu Water Reducer (WR) atau Plasticizer dimana berfungsi untuk memperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah pada nilai kekentalan adukan yang sama, atau diperoleh kekentalan adukan lebih encer pada faktor air semen yang sama dimana dengan kata lain adukan tidak akan menggumpal sekalipun dengan penambahan serat bendrat/kawat dalam adonan. Dengan pemakaian bahan ini akan mengurangi penggunaan jumlah air sebesar 20 %. Pada penggunaannya digunakan dosis sebesar 0.6 % dari volume semen.
• Serat bendrat/kawat = 2% dari volume semen ρ semen = 3150 kg/m³
ρ serat bendrat/kawat = 6670 kg/m³ ������=�
� =
14.3 ��
3150 ��/�³= 0.00454 �³
• Superplasticizer = 0.6% dari volume semen
[image:52.595.68.539.127.333.2]���������������� = ��� = 0.6% � 0.00454 �³ = 0.0000272 �³ = 27.2 ��
Tabel 3. 4 Komposisi Rencana Silinder Beton Serat Bendrat/Kawat
Beton Serat Bendrat/Kawat
(2%)
Semen (Kg)
Pasir (Kg)
Kerikil
(Kg) Air (Kg)
Serat Bendrat/kawat
(Kg)
Superplasticizer (ml)
14.3 27.8 42.3 6.2 0.6056 27.2
3.4.1.2 Perencanaan Campuran Benda UJi Balok Beton Bertulang
1. Benda Uji Balok Beton Bertulang Normal
Direncanakan Balok Beton Bertulang dengan dimensi sebagai berikut:
Gambar 3. 12 Balok Beton Bertulang Normal
Volume 1 balok = 320 x 15 x 25 = 120000 cm3 = 0.12 m3
Volume adukan beton = Volume balok kotor – (volume tulangan tarik + volume tulangan tekan + volume tulangan sengkang)
= 0.12 m3 – {(2 x 113.143 x 10-9 x 3.2) + (2 x 113.143 x 10-9 x 3.2) + (30 x 28.286 x 10-9 x 0.62)}
= 0.11999802565 m3
Gambar 3. 11 Beton Silinder Dengan Serat Bendrat/Kawat
30
Digunakan factor modifikasi 1.3 (lihat Tabel 3.2 Faktor Modifikasi Untuk Jumlah Pengujian Kurang Dari 30 Contoh).
Maka, Volume adukan beton = 0.11999802565 m3 x 1,3 = 0.15599743334 m3
Dari hasil Mix Design diperoleh perbandingan komposisi balok beton bertulang normal sebagai berikut:
Semen : Pasir : Kerikil : Air = 1 : 2 : 2.85 : 0.5
Tabel 3. 5 Komposisi Rencana Balok Beton Bertulang Normal
Beton Normal Semen (Kg) Pasir (Kg) Kerikil (Kg) Air (Kg)
55.9 116.8 159 27.9
2. Benda Uji Balok Beton Bertulang Serat Bendrat/Kawat
Direncanakan Balok Beton Bertulang dengan dimensi sebagai berikut:
Gambar 3. 13 Balok Beton Bertulang Serat Bendrat/Kawat
Volume 1 balok = 320 x 15 x 25 = 120000 cm3 = 0.12 m3
Volume adukan beton = Volume balok kotor – (volume tulangan tarik + volume tulangan tekan + volume tulangan sengkang)
= 0.12 m3 – {(2 x 113.143 x 10-9 x 3.2) + (2 x 113.143 x 10-9 x 3.2) + (30 x 28.286 x 10-9 x 0.62)}
Digunakan factor modifikasi 1.3 (lihat Tabel 3.2 Faktor Modifikasi Untuk Jumlah Pengujian Kurang Dari 30 Contoh).
Maka, Volume adukan beton = 0.11999802565 m3 x 1.3 = 0.15599743334 m3
Dari hasil Mix Design diperoleh perbandingan komposisi balok beton bertulang dengan serat bendrat/kawat sebagai berikut:
Semen : Pasir : Kerikil : Air = 1 : 2 : 2.85 : 0.5
Pada penelitian ini digunakan penambahan serat bendrat/kawat sebesar 2% dari volume semen. Dan pada penelitian ini digunakan Superplasticizer dengan jenis Tipe A yaitu Water Reducer (WR) atau Plasticizer dimana berfungsi untuk memperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah pada nilai kekentalan adukan yang sama, atau diperoleh kekentalan adukan lebih encer pada faktor air semen yang sama dimana dengan kata lain adukan tidak akan menggumpal sekalipun dengan penambahan serat bendrat/kawat dalam adonan. Dengan pemakaian bahan ini akan mengurangi penggunaan jumlah air sebesar 20 %. Pada penggunaannya digunakan dosis sebesar 0,6 % dari volume semen.
• Serat bendrat/kawat = 2% dari volume semen ρ semen = 3150 kg/m³
ρ serat bendrat/kawat = 6670 kg/m³ ������= �
� =
55.9 ��
3150 ��/�³= 0.0177 �³
������= ���= 6670 ��/�3�0.0177 �³�2% = 2.361 �� • Superplasticizer = 0.6% dari volume semen daerah tarik balok
���������������� = ��� = 0.6% � 0.0131 �³ = 0.0000789 �³ = 78.9 ��
Tabel 3. 6 Komposisi Rencana Balok Beton Bertulang Serat Bendrat/Kawat
Beton Serat Bendrat/Kawat
(2%)
Semen (Kg)
Pasir (Kg)
Kerikil
(Kg) Air (Kg)
Serat Bendrat/Kawat
(Kg)
Superplasticizer (ml)
3.4.2 Persiapan Pembuatan Benda Uji
3.4.2.1 Persiapan Pembuatan Benda Uji Silinder
1. Sediakan cetakan silinder berukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
2. Cetakan silinder bagian dalam diolesi menggunakan vaseline agar mempermudah pelepasan beton silinder dari cetakan.
3. Persiapkan material penyusun beton seperti semen, pasir, kerikil, air, serat dan ditimbang terlebih dahulu sesuai dengan perbandingan mix design.
4. Persiapkan alat-alat yang akan digunakan dalam proses pencampuran
Gambar 3. 15 Bahan Pembuat Beton Serat
15 cm
30 cm
Gambar 3. 14 Cetakan benda Uji Silinder
Serat Bendrat/ Kawat
Kerikil
Semen
3.4.2.2 Persiapan Pembuatan Benda Uji Balok Beton Bertulang
1. Sediakan cetakan balok berukuran 15 x 25 x 320 cm.
[image:56.595.242.374.348.482.2]2. Tulangan dirakit sedemikian rupa sehingga membentuk rangkaian yang telah direncanakan seperti pada gambar berikut:
Gambar 3. 16 Potongan Memanjang Benda Uji Balok Beton Bertulang
dimana dimensi tulangan yang digunakan adalah tulangan tekan 2D12, Tulangan tarik 2D12, Tulangan sengkang D16-10 cm.
Gambar 3. 17 Potongan Melintang Benda Uji Balok Beton Bertulang
15 cm
25 cm
