PERBANDINGAN KEKUATAN BETON BERDASARKAN HASIL ULTRASONIC PULSE VELOCITY TEST DENGAN UJI TEKAN
(020M)
Happy Silvana Anggraeni1, Eddy Eko Susilo2, dan Sonny Wedhanto3
1Mahasiswa Jurusan Sipil, Program Studi S1 Pendidikan Teknik Bangunan, Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No 5 Malang
Email: happy_silvana@rocketmail.com
2Dosen Jurusan Sipil, Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No 5 Malang Email: edeksu_2 @yahoo.co.id
3Dosen Jurusan Sipil, Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No5 Malang Email: s_wedhanto@yahoo.co.id
ABSTRAK
Ultrasonic Pulse Velocity test (tes UPV) adalah metode untuk memperkirakan kekuatan beton secara tidak langsung, tes bersifat non destruktif dengan mengukur kecetapan gelombang ultrasonik pada media beton, kemudian menggunakan formula tertentu, data UPV dikonversi untuk memperkirakan kekuatan tekan beton,. Penelitian ini merupakan uji coba awal metode tes UPV untuk memperkirakan kekuatan tekan beton yang dibuat dengan kondisi bahan di Indonesia;
kemudian hasilnya dibandingkan dengan tes uji kekuatan tekan beton tersebut. Sampel menggunakan 10 buah silinder beton fc’ 16 MPa (setara K 200). Tes UPV menggunakan metode langsung, perkiraan kekuatan beton dihitung dengan formula hasil penelitian terdahulu di negara lain. Hasil penelitian, (1) formula Mahure dkk untuk mutu beton M20 (20 N/mm2), memberi hasil perkiraan rerata kekuatan beton yang 8% lebih besar dari rerata kekuatan tekan aktual beton yang dibuat dengan mutu karakteristik beton yang mendekati M20; (2) perkiraan kekuatan beton berdasarkan tes UPV yang diturunkan dari mutu beton yang sesuai dengan target mutu beton yang diselidiki, memberi hasil paling mendekati hasil tes kekuatan tekan beton tersebut, (3) formula yang diturunkan berdasarkan komposisi campuran bahan pembuat beton, tanpa mengetahui kekuatan tekan aktual yang dihasilkan dari campuran itu, tidak selalu dapat digunakan untuk memperkirakan kekuatan beton yang dibuat dari campuran bahan yang sama, dengan hasil memuaskan.
Kata kunci: perkiraan, kekuatan, beton, tes UPV, uji tekan
1. PENDAHULUAN
Kekuatan tekan beton dapat diuji dalam dua cara, destruktif dan non destruktif. Cara destruktif adalah pengujian yang sifatnya merusak benda uji, sampel ditekan sampai pecah, dari situ diperoleh data kekuatan tekan beton yang sifatnya aktual. Tetapi dalam beberapa hal, cara ini dipandang kurang praktis, sebab pelaksanaannya harus dilakukan di laboratorium, sehingga cocok digunakan untuk sampel beton baru yang dibuat waktu pekerjaan pengecoran. Untuk bangunan yang telah berdiri maupun bangunan lama, sampel diperoleh dari pemboran inti (coring), kemudian hasilnya dibawa ke laboratorium untuk diuji tekan, oleh sebab itu dipandang kurang praktis, dan lebih praktis jika menggunakan cara non destruktif. Pengujian cara non destruktif dilakukan tanpa merusak benda uji, pelaksanaannya dapat dilakukan di tempat kerja (insitu), hasilnya berupa data kekuatan beton yang bersifat perkiraan; metode yang umum dipakai, (1) hammer test dan (2) tes UPV.(Hannachi dan Guetteche, 2012).
Hammer test sudah lazim dilakukan di Indonesia, tetapi tes UPV (Ultrasonic Pulse Velocity) masih jarang dilakukan, sebab beayanya mahal. Tes UPV adalah cara untuk memperkirakan kekerasan beton, yang didasarkan pada hubungan kecepatan gelombang UPV melalui media beton, dengan kekuatan tekan beton itu. (International Atomic Energy Agency,2002). Di negara lain, misalnya India dan Turki, tes ini banyak digunakan, kemungkinan di masa mendatang tes UPV juga banyak dilakukan di Indonesia.
Penelitian ini merupakan upaya awal untuk mengetahui perbandingan perkiraan kekuatan beton dari tes UPV, dengan hasil uji kekuatan tekan aktual beton yang dibuat di Indonesia. Perkiraan kekuatan tekan beton berdasarkan hasil tes UPV, sejauh ini masih dihitung menggunakan formula hasil penelitian di negera lain, yang bahan dan iklimnya berbeda dengan Indonesia, sebab belum diperoleh formula perkiraan kekuatan beton dari hasil penelitian tes UPV yang dilakukan di Indonesia. Penggunaan formula hasil penelitian dengan karakteristik bahan dan iklim yang berbeda, akan memengaruhi hasil perkiraan kekuatan beton dari tes UPV, sebab sifat beton tergantung dari sifat-sifat dasar bahan dan perbandingan campurannya (Lorenzi dkk, 2011).
Tes UPV
Tes UPV adalah pengujian kekuatan tekan beton secara tidak langsung, melalui pengukuran kecepatan perambatan gelombang elektronik longitudinal pada media beton. Pelaksanaannya dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu: (1) langsung, (2) semi langsung, dan (3) tidak langsung. (Gambar 1)
a. Pengukuran langsung b. Pengukuran semi langsung
c. Pengukuran tidak langsung
Gambar 1. Cara Pengukuran pada tes UPV
(Sumber: International Atomic Energy Agency, 2002, h: 101 - 102)
Cara kerja alat, dengan memberi getaran gelombang longitudinal lewat tranduser elektro – akustik, melalui cairan perangkai yang berwujud gemuk ataupun sejenis pasta selulose, yang dioleskan pada permukaan beton sebelum tes dimulai. Saat gelombang merambat melalui media yang berbeda, yaitu gemuk dan beton, pada batas gemuk dan beton akan terjadi pantulan gelombang yang merambat dalam bentuk gelombang geser dan longitudinal.
Gelombang geser merambat tegak lurus lintasan, dan gelombang longitudinal merambat sejajar lintasan. Pertama kali yang mencapai tranduser penerima adalah gelombang longitudinal. Oleh tranduser, gelombang ini diubah menjadi sinyal gelombang elektronik yang dapat dideteksi oleh tranduser penerima, sehingga waktu tempuh gelombang dapat diukur. Waktu tempuh T yang dibutuhkan untuk merambatkan gelombang pada lintasan beton sepanjang L dapat diukur, sehingga kecepatan gelombang dapat dicari dengan rumus (Lawson dkk, 2011):
ν = L / T Keterangan rumus:
ν = Kecepatan gelombang longitudinal (km/detik atau m/detik) L = Panjang lintasan beton yang dilewati (km , m)
T = Waktu tempuh gelombang longitudinal ultrasonik pada sepanjang lintasan L (detik)
Tes UPV dapat digunakan untuk: (1) mengetahui keseragaman kualitas beton, (2) mengetahui kualitas struktur beton setelah umur beberapa tahun, (3) mengetahui kekuatan tekan beton, serta (4) menghitung modulus elastisitas dan koefisien poisson beton.(Inernational Atomic Energy Agency, 2002)
Kecepatan gelombang ultrasonik dipengaruhi oleh kekakuan elastis dan kekuatan beton. Pada beton yang pemadatannya kurang baik, atau mengalami kerusakan butiran material, gelombang UPV akan mengalami penurunan kecepatan. Perubahan kekuatan beton pada tes UPV ditunjukkan dengan perbedaan kecepatan gelombangnya; jika turun, adalah tanda bahwa beton mengalami penurunan kekuatan, sebaliknya jika kecepatannya naik, adalah tanda bahwa kekuatan beton meningkat (Hamidian dkk, 2012). Whitehurst melakukan penelitian untuk mengetahui hubungan kecepatan gelombang dan kualitas beton, hasilnya seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi kualitas beton berdasarkan kecepatan gelombang Kecepatan gelombang longitudinal Kualitas beton km/ (detik.103) Ft/ detik
>4,5 > 15 Sangat bagus
3,5 – 4,5 12 – 15 Bagus
3,0 – 3,5 10 – 12 Diragukan
2,0 – 3,0 7 – 10 Jelek
< 2,0 <7 Sangat jelek
(Sumber: International Atomic Energy Agency, 2002 : 110)
Penelitian terdahulu tentang tes UPV
Di Indonesia, penelitian tentang hubungan perkiraan kekuatan beton dari hasil tes UPV dengan hasil uji kuat tekan belum banyak dilakukan, tetapi di luar negeri sudah sering dilakukan, antara lain oleh: (1) Hamidian dkk, (2) Mahure dkk, (3) Kurtulus dan Bozkurt, dan (4) Orioz dkk.
Hamidian dkk (2012) meneliti tentang korelasi hasil pengukuran kekuatan tekan beton secara destruktif (menggunakan uji tekan), dan non destruktif (menggunakan hammer test serta tes UPV). Sampel berupa kubus beton 150 mm dari mutu yang beragam. Semen PC menggunakan Tipe 1, agregat halus pasir sungai, agregat kasar batu pecah ukuran 10 dan 20 mm. Pengujian pada umur 7, 28 dan 90 hari. Hasil penelitian: (1) Terdapat korelasi sangat baik antara hasil uji tekan beton, hammer tes dan tes UPV.(2) Hammer test adalah cara paling murah, sederhana dan mudah dilakukan. (3) Tes UPV unggul untuk mengetahui keseragaman mutu beton. (4) Perbedaan perkiraan kekuatan beton dari tes UPV dan tes uji tekan sekitar 20%.
Mahure dkk (2011) meneliti korelasi tes UPV dan kekuatan tekan beton. Sampel dari kubus beton 150 mm, mutu M15 (15 N/ mm2); M20 (20 N/mm2) dan M35 (35 N/mm2). Bahan dari semen PC tipe 1; pasir dari bubuk batu (berat jenis 2,62, kadar lumpur 1,5%); kerikil dari batu pecah (berat jenis 2,66); FAS 0,42 sampai 0,60. Jumlah sampel M15 sebanyak 125 buah, M20 sebanyak 200 buah, dan M35 sebanyak 45 buah. Perawatan pasca pengecoran dengan perendaman dalam air suhu 27o + 2oC selama 7 dan 28 hari. Hasil penelitian: (1) Persamaan regresi hubungan antara kekuatan tekan beton dengan kecepatan gelombang terdapat pada Tabel 2. (2) Jika persamaan tersebut digunakan untuk memperkirakan kekuatan tekan dari tes UPV dengan mutu beton yang sama tetapi kehalusan pasir, kerikil, dan kadar semen yang berbeda, maka nilai hasil uji kuatan tekan dan perkiraan kekuatan tekan dari tes UPV, akan sangat bervariasi.
Tabel 2 Persamaan regresi hubungan kekuatan tekan beton dan tes UPV menurut Mahure dkk. (2011) Mutu beton Juml sampel
(buah)
Umur benda uji (hari) Pers regresi Nilai R2
M15 125 28 CS = 9,502PV – 18,89 0,244
M20 200 28 CS = 2,70PV + 17,15 0,027
M35 45 28 CS = 4,104PV + 19,23 0,025
(Sumber: International Journal of Earth Sciences and Engineering, October 2011) Keterangan Tabel:
CS = Compression Strength (Kuat tekan) dalam MPa
PV = Pulse Velocity (Kecepatan Gelombang) dalam km/ detik
Hannachi dan Guetteche (2012) dari Algeria, meneliti hubungan hasil pengujian hammer test, tes UPV, dan uji kuat tekan silinder beton. Penelitian menggunakan dua jenis sampel, silinder beton Ø 16 cm tinggi 32 cm, dicetak se tempat (cast on site), dan coring Ø 6,5 cm, tinggi 13 cm; usia beton 28 hari. Hasil penelitian: (1) persamaan regresi dari kombinasi hammer test dan UPV lebih mendekati hasil uji kuat tekan beton. (2) Korelasi tes destruktif dan non destruktif menggunakan sampel yang dicetak setempat, hasilnya lebih baik jika dibandingkan dengan sampel coring. (3) Sampel coring tidak dapat menggambarkan kuat tekan beton secara memuaskan. (4) Teknik coring mempengaruhi hasil pengujian. (5) Secara umum uji non destruktif dengan kombinasi hammer test dan UPV menghasilkan data yang lebih mendekati uji tekan secara destruktif.
Orioz dkk (2012) melakukan penelitian untuk mengetahui hubungan tes UPV, hammer test, dan uji kekuatan tekan. Beton dibuat dari berbagai macam campuran (Tabel 3), sampel menggunakan 144 buah kubus beton ukuran standar 150 mm dan 24 buah balok ukuran 250x300x650 mm. Hasil penelitian: perkiraan kekuatan beton dari tes UPV pada berbagai campuran dapat dicari dengan persamaan pada Tabel 4.
Tabel 3. Campuran beton dan beberapa sifat material pada penelitian Orioz dkk Tipe
Campuran
Campuran bahan (kg/ m3) Sifat-sifat material Kerikil
jenuh
Pasir jenuh
Semen PC
Air FAS Tipe agregat
Ukuran agregat maksimum
(mm)
Tipe A 696 1043 356 215
0,6
Kerikil pecah
Lime Stone
10
Tipe B 729 1094 331 200 15
Tipe C 1034 846 315 190 22
Tipe D 1128 752 315 190 30
Tipe E 507 1259 356 195
0,55 Kerikil batu pecah
10
Tipe F 833 994 331 181 15
Tipe G 1158 706 315 173 22
Tipe H 1300 565 315 173 30
(Sumber: Orioz dkk, 2012)
Tabel 4. Hubungan antara kekuatan tekan kubus dan parameter tes non destruktif Tipe
campuran
Persamaan kekuatan tekan dari tes UPV
Nilai R2
Persamaan kekuatan tekan dari Hammer Test
Nilai R2 Tipe A CS = 19,256 PV- 51,317 0,9018 CS = 1,9865 RN – 21,892 0,9802 Tipe B CS = 27,146 PV- 86,461 0,9469 CS = 2,1778 RN – 28,806 0,9822 Tipe C CS = 36,743 PV- 134,24 0,9338 CS = 2,11142 RN – 28,738 0,9834 Tipe D CS = 44,807 PV- 174,46 0,9663 CS = 2,1403 RN – 30,435 0,9862 Tipe E CS = 25,646 PV- 78,418 0,9681 CS = 2,1496 RN – 28,785 0,9765 Tipe F CS = 31,951 PV- 109,36 0,9688 CS = 2,2040 RN – 32,165 0,9840 Tipe G CS = 46,405 PV- 174,50 0,9841 CS = 2,3133 RN – 36,442 0,9867 Tipe H CS = 59,349 PV- 238,02 0,9912 CS = 2,4297 RN – 40,772 0,9803 Catatan: PV dalam km/ det; RN = Rebound Number (Nilai pantul massa hammer)
(Sumber: Orioz dkk, 2012)
Dari hasil penelitian terdahulu disimpulkan, bahwa perkiraan kekuatan tekan dari tes UPV dipengaruhi oleh karakteristik dan komposisi bahan pembuat beton; dalam pengkajian korelasi uji kekuatan tekan dan tes UPV, setiap peneliti mengemukakan formula yang berbeda; dari ke-4 peneliti terdahulu, hanya Mahure menyertakan data mutu beton yang dipakai, sedangkan Orioz memberi data campuran beton tanpa menyertakan data mutu beton dari campuran tersebut. Berdasarkan kesimpulan tersebut, perkiraan kekuatan beton dari tes UPV dalam penelitian ini menggunakan formula hasil-hasil penelitian: (1) Mahure dkk, dan (2) Orioz dkk.
2. METODE
Sampel dari 10 buah silinder beton mutu fc’ 16 MPa, yang setara dengan kubus beton K200 (+ 20 N/mm2). Benda uji ukuran Ø 15 cm, tinggi 30 cm, dicetak setempat (cast on site); konversi kekuatan silinder (fc’) menjadi kekuatan karakteristik kubus (K) dengan rumus K = fc’ : 0,83. Beton menggunakan campuran perbandingan berat, komposisi 1 semen PC : 2,42 Pasir: 4,04 Kerikil, dan FAS= 0,5. Semen Tipe PPC merk Semen Gresik; pasir zone 1 ; kerikil dari batu pecah Ø 19 mm. Perawatan pasca pengecoran diletakkan dalam kamar pada suhu 26 - 27oC. Pengujian dilakukan setelah beton umur 28 hari, uji tekan dengan mesin merk Kei Wei (China), kapasitas 100 kN, ketelitian 0,01 kN; alat UPV merk Proceq (Switzerland), rentang pengukuran 0,1 - 9999 μ detik, kepekaan alat 0,1 μ detik. Perkiraan kekuatan beton dari tes UPV menggunakan formula Mahure dan formula Orioz.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian kekuatan tekan beton terdapat pada Tabel 5; dari tabel tersebut diketahui, bahwa kekuatan tekan karekteristik sampel penelitian (K) = 19,89 N/mm2≈ 20 N/mm2, berarti sampel telah sesuai dengan kekuatan tekan beton karakteristik yang ditargetkan; namun demikian dari hasil perhitungan koevisien variansi (CV), diperoleh harga CV =13, 86%; menurut (ACI 212R-02), nilai CV sebesar itu merupakan indikator, bahwa variansi kekuatan tekan sampel beton masuk kategori buruk.
Tabel 5. Hasil pengujian kekuatan tekan sampel beton aktual umur 28 hari No sampel Kode Kekuatan tekan
silinder (N/mm2)
Kekuatan tekan kubus (N/ mm2)
1 A1 22,58 27,20
2 A2 23,29 28.06
3 A3 18,45 22,23
4 A4 26,33 31,72
5 A5 19,05 22,95
6 A6 18,89 22,76
7 A7 17.11 20,61
8 A8 21.59 26,01
9 A9 21,67 26,11
10 A10 24,65 29,70
Rerata 21,36 25,75
SD 2,96 3,57
CV Kek Tekan
Karakteristik (K) =
13,86%
Rerata - 1,64 SD
13,86%
= 19,89 N/mm2 ≈ 20 N/mm2
Hasil test UPV terdapat pada Tabel 6; dari tebel tersebut diketahui, bahwa rerata kecepatan UPV adalah 3,81 km/ detik dan CV sebesar 2,34%. Menurut (ACI 212R-02) untuk CV=2,34%, homogenitas data hasil pengukuran UPV dikategorikan istimewa. Kategori ini senada dengan klasifikasi kualitas beton menurut Whitehurst yang terdapat pada Tabel 1, bahwa, kecepatan gelombang UPV= 3,81 km/ dt termasuk beton dengan kualitas bagus.
(International Atomic Energy Agency, 2002). Hal ini dimungkinkan, karena pembuatan beton dilakukan dalam sekala laboratoris, sehingga proses pembuatannya dapat dilakukan dengan teliti.
Tabel 6. Hasil pengukuran tes UPV
No Kode
sampel
Kecepatan gelombang UPV
(Km/ det)
1 A1 3,72
2 A2 3,69
3 A3 3,87
4 A4 3,83
5 A5 3,64
6 A6 3,91
7 A7 3,89
8 A8 3,85
9 A9 3,85
10 A10 3,80
Rerata (km/ det) 3,81
SD (km/ det) 0,09
CV (%) 2,34
Perkiraan kekuatan beton menurut formula Mahure
Perhitungan perkiraan kekuatan beton dari tes UPV menggunakan formula Mahure, terdapat pada Tabel 7;
dari tabel tersebut dapat diketahui, bahwa perkiraan kekuatan beton menggunakan formula untuk mutu beton M20, adalah paling mendekati kekuatan beton aktual hasil uji kekuatan pada Tabel 5.Ini membuktikan temuan penelitian yang dilakukan oleh Mahure, bahwa memperkirakan kekuatan tekan dari tes UPV dengan mutu beton yang sama, tetapi dengan kehalusan agregat halus, agregat kasar, dan kadar semen yang berbeda, akan menghasilkan nilai hasil uji yang bervariasi.
Tabel 7. Perkiraan kekuatan beton hasil tes UPV berdasarkan formula Mahure No
Sampel
UPV (Km/ det)
Perkiraan kekuatan beton
M15 (N/mm2) M20 (N/mm2) M35 (N/mm2)
A1 3,72 16,46 27,19 34,50
A2 3,69 6,17 27,11 34,37
A3 3,87 17,88 27,60 35,11
A4 3,83 17,50 27,49 34,95
A5 3,64 15,70 26,98 34,17
A6 3,91 18,26 27,71 35,38
A7 3,89 18,07 27,65 35,19
A8 3,85 17,69 27,55 35,03
A9 3,85 17,69 27,55 35,03
A10 3,80 17,22 27,41 34,83
Rerata (N/mm2) 17,27 27,42 34,85
SD (N/mm2) 0,87 0,25 0,37
CV (%) 5,02 0,90 1,07
Tabel 8 merupakan perbandingan perkiraan kekuatan beton pada Tabel 7, dengan kekuatan beton aktual hasil uji kekuatan tekan pada Tabel 5. Dari Tabel 8 dapat dibandingkan, bahwa formula yang diturunkan dari mutu beton yang berbeda, menghasilkan perbedaan persentase perbandingan perbedaan yang makin besar. Jika menggunakan formula dari mutu beton M15, hasil perkiraan kekuatan beton rata-rata besarnya 68,38% dari kekuatan beton aktual; dengan formula dari mutu beton M35 rerata perkiraan kekuatan tekannya 137,81% dari kekuatan tekan aktualnya, jadi ada perbedaan sekitar 37,81% dengan kekuatan tekan akutal; tetapi jika menggunakan formula dari mutu beton M20, rerata perkiraan kekuatan beton 108,45% dari kekuatan aktualnya,
atau hanya lebih besar 8,45% dari kekuatan aktualnya. Hal ini disebabkan kekuatan karakteristik beton dalam penelitian ini besarnya 19,89 N/mm2, mendekati mutu beton M20 yang digunakan oleh Mahure untuk penyusunan formula yang dipakai untuk memperkirakan kekuatan beton dalam penelitian ini. Permasalahannya adalah, bahwa dalam penelitian ini mutu beton dan hasil uji tekan beton memang sudah diketahui; tetapi tujuan tes UPV adalah, memperkirakan kekuatan beton yang memang belum diketahui berapa kekuatannya. Oleh sebab itu, jika kekuatan beton belum diketahui, akan sulit untuk memilih formula yang harus dipakai, agar diperoleh perkiraan yang mendekati kekuatan aktualnya, sebab formula yang diturunkan dari mutu beton yang sama, atau mendekati perkiraan kekuatan beton yang akan dicari dari tes UPV, hasilnya paling mendekati kekuatan tekan beton itu.
Tabel 8. Persen perbandingan perkiraan kekuatan beton menurut formula Mahure dengan kekuatan tekan beton aktual hasil uji tekan.
No Sampel % Perbandingan perkiraan kekuatan beton dari tes UPV dengan kekuatan beton actual
M15 M20 M35
A1 60,49 99,96 126,80
A2 57,63 96.62 122,50
A3 80,45 124.16 17.96
A4 55,17 86,66 110,17
A5 68,39 117,54 148,87
A6 80,24 121,74 155,00
A7 87,67 134,14 170,73
A8 68,02 105,89 134,67
A9 67,77 105,50 134,17
A10 57,97 92,29 117,26
Rerata (%) 68,38 108,45 137,81
SD (%) 11,15 15,38 19,64
CV (%) 16,31 14,18 14,25
Perkiraan kekuatan beton menurut formula Orioz
Formula Orioz, disusun berdasarkan campuran bahan yang digunakan, tetapi kekuatan tekan beton yang dihasilkan dari campuran itu tidak diberikan. Perkiraan kekuatan tekan beton dengan formula Orioz terdapat pada Tabel 9. Menurut tabel tersebut, ada tiga formula yang hasilnya masuk akal, yaitu dari campuran Tipe A; B, dan E.
Tabel 9. Perkiraan kekuatan beton dari tes UPV menurut formula Orioz No
Sampel
UPV (Km/ dt)
Perkiraan kekuatan beton (N/mm2) Tipe
A
Tipe B
Tipe C
Tipe D
Tipe E
Tipe F
Tipe G
Tipe H
A1 3,72 20,32 14,52 2,44 -7,78 16,99 9,50 -1,87 -17,24
A2 3,69 19,74 13,71 1,34 -9,12 16,22 8,54 -3,27 -19,02
A3 3,87 23,20 18,59 7,96 -1,06 20,83 14,29 5,09 -8,34
A4 3,83 22,43 17,51 6,49 -2,85 19,81 13,01 3,23 -10,71
A5 3,64 18,77 12,35 -0,50 -11,36 14,93 6,94 -5,59 21,99
A6 3,91 23,97 19,68 9,43 0,74 21,86 15,57 6,94 -5,97
A7 3,89 23,59 19,14 8,69 -0,16 21,34 14,93 6,02 -7,15
A8 3,85 22,82 18,05 7,22 -1,95 20,32 13,65 4,16 -9,53
A9 3,85 22,82 18,05 7,22 -1,95 20,32 13,65 4,16 -9,53
A10 3,80 21,86 16,69 5,38 -4,19 19,04 12,05 1,84 -12,49
Rerata (N/mm2) 21,95 16,83 5,57 -3,97 19,17 12,21 2,07 -12,20
SD (N/mm2) 1,76 2,48 3,35 4,09 2,34 2,91 4,23 5,41
CV (%) 8,00 14,71 60,19 -102,94 12,20 23,86 204,34 -44,37
Campuran beton Tipe A terbuat dari 356 kg semen PC (PC) tipe 1, 1043 kg pasir (Ps), 696 kg kerikil (Krk), dan Faktor Air Semen (FAS) 0,60; Tipe B dari 331 kg PC, 1094 kg Ps, 729 kg Krk, dan FAS 0,60; Tipe C dari 356 kg PC, 1259 kg Ps, 507 kg Krk, dan FAS = 0,60. Jika dikonversi menjadi perbandingan berat, maka campuran beton Tipe A adalah 1PC : 2,93 Ps : 1,96 Krk; Tipe B 1PC : 3,31 Ps : 2,20 Krk; Tipe E 1PC : 3,54 Ps : 1,42 Krk.
Campuran beton untuk sampel penelitian ini adalah 1 PC : 2,42 Ps : 4,04 Krk, dan FAS= 0,5. Jika dibandingkan dengan campuran yang digunakan dalam penelitian Orioz, komposisi yang mendekati campuran di
atas, adalah Tipe G (1 PC : 2,24 Ps : 3,68 PS, dan FAS = 0,55). Jika perkiraan kekuatan tekan beton dari tes UPV dihitung berdasarkan formula beton campuran Tipe G, rerata perkiraan kekuatan beton besarnya 2,07 N/ mm2;nilai ini jauh dari rerata kekuatan tekan beton aktual yang digunakan dalam penelitian ini, besarnya 25,75 N/mm2. Jadi dapat diidentifikasi, bahwa dalam tes UPV, komposisi campuran yang sama tidak selalu menghasilkan perkiraan kekuatan tekan beton yang mendekati kekuatan aktual hasil pengujian tekan beton.
Persen perbandingan perkiraan kekuatan beton menggunakan formula Orioz dalam berbagai tipe campuran, dengan kekuatan tekan beton aktual dari tes uji kekuatan tekan dalam penelitian ini, terdapat pada Tabel 10. Dari tabel tersebut dapat diketahui, bahwa formula yang diturunkan oleh Orioz menggunakan campuran Tipe A, adalah relatif paling mendekati hasil uji kekuatan tekan, besarnya 87,04% dari kekuatan tekan beton aktual, jadi lebih kecil 13,94% dari hasil uji kekuatan tekan. Menurut (Hamidian dkk, 2012) perbedaan hasil tes UPV dan tes uji tekan bekisar 20%, sehingga perbedaan sebesar 13,94% masih dapat ditoleransi, tetapi campuran Tipe A dan campuran beton yang digunakan dalam penelitian ini berbeda. Oleh sebab itulah dalam perkiraan kekuatan beton dari tes UPV, sebaiknya tidak menggunakan formula yang diturunkan dari komposisi campuran beton saja, tetapi perlu juga untuk mengetahui kekuatan tekan yang dihasilkan dari campuran itu. Tanpa mengetahui kekuatan beton yang dihasilkan dari campuran itu, perkiraan kekuatan tekan dari tes UPV kemungkinan hasilnya akan jauh menyimpang dari hasil uji kekuatan tekan beton yang sesungguhnya.
Tabel 10. Persen perbandingan perkiraan kekuatan beton menurut formula Orioz dengan kekuatan tekan beton aktual hasil uji tekan.
No Sampel % Perbandingan perkiraan kekuatan beton dari tes UPV dengan kekuatan beton aktual
Tipe A Tipe B Tipe C Tipe D Tipe E Tipe F Tipe G Tipe H
A1 74,68 53,38 8,98 -28,59 62,43 34,91 -6,89 -63,38
A2 70,34 48,85 4,78 -32,51 57,79 30,43 -11,64 -67,79
A3 104,39 83,65 35,79 -4,75 93,72 64,29 22,89 -37,52
A4 70,72 55,19 20,44 -8,98 62,43 41,02 10,19 -33,77
A5 81,80 53,81 -2,16 -49,51 65,06 30,24 -24,34 -95,81
A6 105,34 86,47 41,41 3,23 96,04 68,41 30,51 26,21
A7 114,43 92,83 42,16 -0,78 103,54 72,42 29,18 -34,70
A8 87,72 69,40 27,76 -7,51 78,11 52,58 15,99 -36,62
A9 87,40 69,14 27,66 -7,48 77,83 52,29 15,93 -36,49
A10 73,50 56,21 18,13 -14,12 64,10 40,59 6,19 -42,07
Rerata (%) 87,04 66,89 22,49 -15,10 76,11 48,71 8,80 -47,43
SD (%) 15,96 15,91 15,29 16,57 16,47 15,67 18,13 21,53
CV (%) 18,34 23,79 67,95 -109,74 21,65 32,18 205,99 -45,39
4. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa: (1) perbedaan perkiraan kekuatan beton menggunakan formula Mahure dkk untuk mutu beton M20, dengan kekuatan tekan beton aktual yang dibuat dengan mutu karakteristik beton yang mendekati sama (19,89N/mm2) memberikan selisih paling kecil, yaitu 8%; (2) perkiraan kekuatan beton berdasarkan tes UPV sebaiknya menggunakan formula yang diturunkan dari mutu beton yang sesuai dengan target mutu beton yang diselidiki; (3) formula yang diturunkan berdasarkan komposisi campuran bahan pembuat beton, tanpa mengetahui kekuatan tekan aktual yang dihasilkan dari campuran itu, tidak menjamin dapat digunakan untuk memperkirakan kekuatan beton yang dibuat dengan campuran bahan yang sama, dengan hasil yang memuskan.
Penelitian ini merupakan upaya awal untuk mengetahui perkiraan kekuatan beton dari tes UPV yang dibuat di Indonesia, tetapi dihitung dengan formula hasil penelitian di negera lain. Mengingat penelitian ini hanya menggunakan 10 buah sampel, sudah barang tentu akurasinya kurang sempurna, untuk itu disarkankan agar: (1) ada peneliti lain yang meneruskan penelitian ini, menggunakan sampel lebih banyak, dan dengan mutu beton yang beragam; (2) melakukan penelitian sejenis dengan metode pengukuran UPV secara semi langsung dan tidak langsung.
DAFTAR PUSTAKA
ACI 214R-02. (tanpa tahun) Evaluation of Strength Test Results of Concrete. Reported by ACI Committee 214. h:
214R-6.
Alexandre LORENZI, Luiz Carlos Pinto da SILVA FILHO, Luciani Somensi LORENZI, Roseane SHIMOMUKAY, dan Josué Argenta CHIES. (2011). Monitoring Concrete Structures through UPV Results and Image Analysis. Makalah, disampaikan pada seminar, 5th Pan American Conference for ND, Cancun, Mexico 2-6 October 2011.
Cengiz Kurtulus dan Ali Bozkurt. (2011). “Determination of concrete compressive strength of the structures in Istanbul and Izmit Cities (Turkey) by combination of destructive and non-destructive methods”. International Journal of the Physical Sciences Vol. 6(16), h: 4044-4047, 18 August 2011. (online), (http://www.academicjournals.org/IJPS, diakses 24 Januari, 2013)
I. Lawson, K.A. Danso, H.C. Odoi, C.A. Adjei, F.K. Quashie, I.I. Mumuni, dan I.S. Ibrahim. (2011). “Non Destructive Evaluation of Concrete using Ultrasonic Pulse Velocity Research”. Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology 3(6), h: 499-504, 2011.ISSN: 2040-7467. Maxwell Scientific Organization, 2011
International Atomic Energy Agency,Vienna. (2002). Guidebook on non-destructive testing of concrete structures.
Training Course Series No. 17.
Mohammadreza Hamidian, Ali Shariati, M. M. Arabnejad Khanouki, Hamid Sinaei, Ali Toghroli, dan Karim Nouri.
(2012). “Application of Schmidt rebound hammer and ultrasonic pulse velocity techniques for structural health monitoring”. Scientific Research and Essays Vol. 7(21), h: 1997-2001, 7 Juni, 2012.
N. V. Mahure, G. K. Vijh, Pankaj Sharma,N. Sivakumar, dan Murari Ratnam, (2011). “Correlation between Pulse Velocity and Compressive Strength of Concrete”. International Journal of Earth Sciences and Engineering ISSN 0974-5904, Volume 04, No 06 SPL, h: 871-874. Oktober 2011. (online), (http://www.academicjournals.org/SRE, diakses 24 Januari 2013).
Omer ARIOZ, Ahmet TUNCAN, Mustafa TUNCAN, Tanen KAVAS, Kambiz RAMYAR, Kadir KILINC, dan Bekir KARASU, (2012). “Use of Combined Non-Destructive Methods to Assess The Strength of Cocrete in Structures”. Journal of Science, Afyon Kotape University, Turkey. h: 147-154 (online), (http://fenbildergi.aku.edu.tr/pdf/OS/S%28157-164%29.pdf, diakses 24 Januari 2013)
Samia Hannachi, Mohamed Nacer Guetteche. (2012). “Application of the Combined Method for Evaluating the Compressive Strength of Concrete on Site”. Open Journal of Civil Engineering h:16-21, dipublikasikan Maret 2012, (online), (http://www.SciRP.org/journal/ojce, diakses 28 Februari 2013).
