STUDI EKSPERIMENTAL BALOK BERONGGA DENGAN PEMANFAATAN LIMBAH BOTOL PET
Rahadyanto
Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus UI, Depok, 16424, Indonesia
Abstrak
Balok pracetak berongga atau hollow core beam (HCB) merupakan pengembangan dari Hollow-Core Slab (HCS). Balok pracetak berongga bukanlah produk baru dalam dunia konstruksi, karena sudah digunakan untuk girder pada jembatan dan balok pada bangunan-bangunan tinggi. Rongga pada balok ditujukan untuk mengurangi berat balok untuk memudahkan proses mobilisasi di lapangan, namun pada akhirnya rongga tersebut dicor setelah ditempatkan hanya karena pertimbangan kemudahan pelaksanaan. Perlu dilakukan penelitian untuk mencari metode pelaksanaan yang mudah agar rongga tersebut tetap dipertahankan sehingga menghemat volume beton yang digunakan di proyek konstruksi. Ide penggunaan botol air mineral sebagai pembentuk rongga diharapkan dapat mempermudah pembuatan balok. Disamping mengurangi volume beton, inovasi ini juga bisa dijadikan alternative sebagai tempat pembuangan limbah botol plastik. Penelitian terdahulu pada Hollow Core Slab (HCS) menemukan kendala dalam proses pengecoran karena adanya gaya apung dari rangkaian botol yang menyulitkan proses pelaksanaan.
Studi eksperimental untuk mencari metode pelaksanaan yang mudah serta mempelajari kekuatan lentur balok hollow dengan botol PET telah dilakukan dengan benda uji berukuran 200 x 400 x 3850 mm. Total sebanyak enam (6) balok hollow dengan mutu beton yang berbeda, yaitu K-300 dan K-400 dan tiga (3) spesimen balok beton bertulang K-400 solid dengan ukuran yang sama juga dites sebagai balok pembanding. Four point loading test dipilih untuk melihat perilaku lentur balok.
Hasil pengujian dianalisa berdasarkan grafik hubungan antara beban – lendutan dan antara momen dengan putaran sudut di tengah bentang, pola retak yang terjadi pada masing-masing spesimen dan jenis keruntuhan (failure mode) yang terjadi. Juga dilakukan perbandingan kapasitas ultimit secara teoritis dan eksperimental.
Hasil loading test menkonfirmasikan teori yang menyatakan bahwa rongga yang dibentuk oleh botol PET tidak mengurangi kekuatan lentur dari balok. Hasil test menunjukkan bahwa balok PET K400 memiliki momen ultimate 0,98 kali dibandingkan balok solid dengan mutu beton yang sama. Penelitian juga menunjukkan bahwa balok PET 300 memiliki kekuatan 1,017 kali dibandingkan balok PET 400. Metode pelaksanaan dengan melakukan dua tahap pengecoran beton mampu mengatasi gaya apung dari rangkaian botol PET sehingga memberikan solusi metode pembuatan balok berongga PET yang mudah diaplikasikan di lapangan.
Abstract
Experimental Studies of Hollow-Core Beam with PET Bottles, Precast Hollow-Core Beam (HCB) is an innovation of Hollow-Core Slab and not a new product in the construction. It has been used as girders of bridge and beams in high-rise buildings. The hollow is intended to reduce beam weight for ease of mobilization.
Unfortunately, to simplify construction method, that hollow is casted after being placed. Research should be done to find an easy construction method to maintain it and hence concrete volume can be reduced. Bear in mind to put waste PET bottled inside the beam where it can be acted as hollows. Previous research conducted on concrete slab found difficulty during casting when placing PET bottles inside.
Experimental studies to look for an applicable construction methods and to study flexural strength of hollow concrete beam with PET bottles inside have been conducted. There are 6 (six) PET beam of 200 x 400 x 3850 mm with two different concrete quality of K-300 and K-400 have been tested. Three (3) addition specimens are solid reinforced concrete beams with concrete quality of K-400 is used as benchmark. Four point loading test was chosen to investigate flexural behavior of the beams. The test results were analyzed based on graphical relationship between load – displacement, moment - rotation at beam midspan, the crack pattern and the failure mode of each specimen.
The test results confirm the beam theory that the hollow do not reduce its flexural strength. The maximum bending capacity (Mu) of PET-400 is about 0.98 than solid beam with the same concrete quality. Test result also showed that the PET-300 has ultimate capacity of 1.017 than PET-400. Construction methods by performing two stages of concrete casting solve uplift force from PET bottles. Hence the HCB by utilizing PET bottles as hollow is easily applied in the construction period.
Keywords : Hollow Core Beam, four-point loading, waste PET bottle, failure mode, flexural capacity.
1. Pendahuluan
Salah satu limbah/sampah yang banyak diproduksi adalah botol plastik. Plastik merupakan bahan anorganik buatan yang tersusun dari bahan-bahan kimia yang cukup berbahaya bagi lingkungan.
Limbah dari plastik ini sangatlah sulit untuk diuraikan secara alami. Maka dari itu akan diadakan penelitian mengenai pemanfaatan limbah dari botol plastik, khususnya jenis PET ( Poly Ethylene Terepthalate ) sebagai bahan isian pada balok hollow.
Konsep dari balok hollow sama dengan hollow core slab (HCS), dimana balok dan pelat memiliki lubang pada bagian tengah. Dari teori elastis tegangan lentur, tegangan paling maksimum ditahan oleh sisi terluar dari penampang dan bagian tengah menahan tegangan geser. Pada saat kondisi ultimate tercapai, kapasitas momen nominal dari penampang ditentukan oleh lengan momen antara resultan tegangan pada sisi tekan dan sisi tarik.
Pada beton bertulang, sisi tekan ditahan sepenuhnya oleh beton dan daerah tarik ditahan sepenuhnya oleh tulangan baja (rebar), sehingga
beton pada bagian tengah tidak menyumbangkan kekuatan lentur sama sekali. Hal inilah yang menimbulkan pemikiran untuk melubangi bagian tengah dan memanfaatkan lubang tersebut sebagai tempat penampungan limbah rangkaian botol PET dengan tujuan untuk mengurangi berat sendiri tanpa mengurangi kekuatan lenturnya
Pada skripsi ini, penelitian akan difokuskan pada pengaruh adanya rangkaian botol sebagai pengisi lubang pada penampang dan variasi nilai kekuatan karakteristik tekan beton terhadap perilaku HCB cast in site non prategang. Yang dimaksud dengan perilaku disini antara lain model keruntuhan, pola retak yang terjadi dan beban maksimum yang dapat diterima balok tersebut.
2. Studi Literatur
Ide mengenai struktur hollow berawal dari teori elastis tegangan lentur yang menyebutkan bahwa tegangan paling maksimal pada penampang balok ditahan oleh sisi terluar penampang. Pada saat kondisi ultimate tercapai, kapasitas momen nominal dari penampang ditentukan oleh lengan momen antara resultan tegangan pada sisi tekan dan sisi tarik. Pada beton bertulang, diasumsikan bahwa tegangan tarik sepenuhnya ditahan oleh tulangan baja dan tegangan tekan sepenuhnya ditahan oleh beton. Baik sisi tekan maupun tarik pada tegangan lentur, keduanya berada pada sisi luar penampang. Dengan demikian, beton pada bagian tengah diasumsikan tidak menyumbangkan kekuatan lentur . Sehingga muncul pemikiran untuk memberikan lubang pada beton dengan tujuan untuk mengurangi berat sendiri tanpa mengurangi kekuatan lenturnya. Oleh karena itu pula, konsep ini mulai diterapkan pada komponen struktur yang secara dominan menahan tegangan lentur.
Gambar 1. Distribusi Tegangan Lentur dan Geser pada struktur hollow.
3. Metode Penelitian
3.1 Pembuatan Benda Uji
Gambar 2. Diagram alir (Flowchart) dari metode penelitian
Pada tahap awal adalah mempelajari studi literatur, setelah itu melakukan persiapan benda uji dan persiapan pengujian, pada persiapan benda uji disini dilakukan perakitan botol PET, tulangan balok dan bekisting. Pada persiapan pengujian dilakukan perencanaan dan pembuatan loading frame serta strong floor. Setelah selesai persiapan
benda uji & persiapan pengujian, masuk ke tahapan pengecoran benda uji. Dalam tahapan pengecoran benda uji meliputi silinder beton untuk pengujian beton, balok solid K-400, balok Hollow K-400, balok Hollow K-300. Setelah dilakukan pengecoran benda uji, dilakukan perawatan / curing selama 28 hari. Setelah itu dilakukan pengujian terhadap benda uji, pengujian yang dilakukan adalah uji tekan silinder beton, uji tarik tulangan baja, uji loading test terhadap balok hollow dan balok solid.
Setelah selesai pengujian dilakukan analisa hasil, dan tahap terkahir adalah menarik kesimpulan.
Tabel 1. Informasi data benda uji
Tabel 2 Pengujian 4 point loading (sample balok 200 x 400 x 3850 )
Tabel 3 Pengujian Kuat Tekan
Tabel 4 Pengujian Kuat Tarik Langsung
Dalam pembuatan benda uji ada 3 tahapan, yaitu :
Gambar 3. Pengecoran Tahap 1
a. Sebelum pengecoran tahap pertama dilakukan, terlebih dahulu dipersiapkan bekisting dan merangkai tulangan yang digunakan, dalam hal ini tulangan yang dipakai adalah 2D13 untuk tulangan atas, 2D16 untuk tulangan bawah, serta untuk sengkang digunakan tulangan D8-150 pada daerah lapangan dan D8-100 pada daerah tumpuan. Setelah tulangan terangkai, balok dicor stinggi 80 mm dan didiamkan selama kurang lebih 4-5 jam. Hal ini dilakukan untuk mengantisipasi gaya dorong keatas (gaya apung) yang mengakibatkan tulangan ikut terangkat.
Gambar 4. Pemasangan Rangkaian Botol Air Mineral (PET)
b. Pada tahap selanjutnya, rangkaian botol air mineral (PET) mulai dirangkai dengan cara direkatkan pada tulangan sengkang bagian atas dengan kawat bendrat, ketika botol telah dirangkai didalam bekisting, diatasnya juga ditambahkan beton decking, hal ini dilakukan
agar rangkaian botol tidak mengapung saat pengecoran dilakukan.
Gambar 5. Pengecoran Tahap 2
c. Pada tahap selanjutnya dilakukan pengecoran tahap ke 2. Pengecoran dilakukan sampai memenuhi cetakan /bekisting. Diharapkan saat pengecoran tahap ke 2, beton bagian bawah sudah mengeras sehingga gaya dorong dari rangkaian botol air mineral (PET) akan terhalang oleh tulangan sengkang
& beton decking yang menahan diatas permukaan rangkain botol.
3.2 Skema Pengujian
Dan untuk uji pembebanan (loading test) dilakukan dengan konsep pengujian 4 point loading, dengan menggunakan hydraulic jack berkapasitas 40 ton, dan pembebanan diberikan pada 2 titik berjarak 1/3 bentang dari perletakan. Skema pengujian 4 point loading dipilih karena untuk memastikan pola retak yang terjadi pada bagian tengah balok adalah murni retak akibat lentur.
Pengukuran lendutan yang akan dilakukan adalah dengan cara manual, yaitu dengan menggunakan 5 dial gauge, dengan cara meletakkan dial gauge di atas masing-masing perletakkan, ditengah bentang, di kedua ujung sample balok, dan dibawah masing- masing perletakkan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 6. Skema Pengujian
Gambar 7. Konsep pengujian 4 point loading
4. AnalisaHasil
4.1 Grafik M - φ a. S-400
Gambar 8. Grafik Momen Rotasi S-400
Dengan memperhatikan grafik diatas, pada sampel S-400 (I) dapat disimpulkan bahwa retak awal terjadi pada momen 26,4 KNm dengan rotasi sebesar 0,01 rad , Hal ini ditandai dengan bentuk garis yang mendekati linier. Pada sampel S-400 (II) dapat disimpulkan bahwa retak awal terjadi pada momen 24 KNm dengan nilai rotasi yang terjadi pada retak awal sebesar 0,006 rad. Pada sampel S- 400 (III) dapat disimpulkan bahwa retak awal terjadi pada momen 21,6 KNm dengan nilai rotasi sebesar 0,006 rad. Pada S-400 dapat disimpulkan bahwa nilai rata-rata momen yang terjadi pada retak awal adalah 24 KNm dengan nilai rata-rata rotasi sebesar 0,0073 rad
Pada percobaan ini dilakukan pembebanan sampai P maksimal, dimana nilai dari beban pada dial pompa hydraulick tidak dapat bertambah lagi. M maksimal yang didapat pada S-400 (I) sebesar 48 KNm. Dan nilai rotasi maksimal yang terjadi sebesar 0,03 rad. Pada S-400 (II) M maksimal sebesar 48 KNm. Dan nilai rotasi maksimal yang terjadi sebesar 0,04 rad. Pada S-400 (III) M maksimal sebesar 43,2 KNm. Dan nila rotasi maksimal yang terjadi sebesar 0,038 rad. Pada S- 400 dapat disimpulkan bahwa nilai rata-rata momen yang terjadi pada retak akhir adalah 46,4 KNm dengan nilai rata-rata rotasi sebesar 0,036 rad
b. PET-400
Gambar 9. Grafik Momen Rotasi PET-400
Dari grafik diatas dapat dijelaskan, pada sampel PET-400 (I) retak awal terjadi pada momen 24 KNm dengan nilai rotasi yang terjadi pada retak awal sebesar 0,008 rad. Pada sampel PET-400 (II) retak awal terjadi pada momen 16,8 KNm dengan nilai rotasi yang terjadi pada retak awal sebesar 0,004 rad. Pada sampel PET-400 (III) retak awal terjadi pada momen 19,2 KNm dengan nilai rotasi yang terjadi pada retak awal sebesar 0,006 rad.
Pada sampel PET-400 (I) nilai momen maksimal yang terjadi sebesar 45,6 KNm dan nilai rotasi maksimal yang terjadi sebesar 0,034 rad. Pada sampel PET-400 (II) nilai momen maksimal yang terjadi sebesar 45,6 KNm, rotasi maksimal yang terjadi sebesar 0,046 rad. Pada sampel PET-400 (III) nilai momen maksimal yang terjadi sebesar 45,6 KNm, rotasi maksimal yang terjadi sebesar 0,038 rad. Pada PET-400 dapat disimpulkan bahwa nilai rata-rata momen yang terjadi pada retak akhir adalah 45,6 KNm dengan nilai rata-rata rotasi sebesar 0,039 rad
c. PET-300
Gambar 10. Grafik Momen Rotasi PET-300
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa pada sampel PET-300 (I) retak awal terjadi pada momen 19,2 KNm dengan nilai rotasi yang terjadi pada retak awal sebesar 0,006 rad. Pada sampel PET-300 (II) retak awal terjadi pada momen 16,8 KNm dengan nilai rotasi yang terjadi pada retak awal
sebesar 0,004 rad. Pada sampel PET-300 (III) retak awal terjadi pada momen 16,8 KNm dengan nilai rotasi yang terjadi pada retak awal sebesar 0,004 rad.
Momen (M) maksimal yang didapat pada percobaan ini berbeda-beda, pada sampel PET-300 (I) sebesar 48 KNm, sampel PET-300 (II) sebesar 45,6 KNm, sampel PET-300 (III) sebesar 45,6 KNm. Pada sampel PET-300 (I) nilai rotasi maksimal yang terjadi sebesar 0,036 rad. Pada sampel PET-300 (II) nilai rotasi maksimal yang terjadi sebesar 0,038 rad. Pada sampel PET-300 (III) nilai rotasi maksimal yang terjadi sebesar 0,04 rad. Pada PET-300 dapat disimpulkan bahwa nilai rata-rata momen yang terjadi pada retak akhir adalah 46,4 KNm dengan nilai rata-rata rotasi sebesar 0,038 rad.
4.2 Pola Retak
Analisa ini dilakukan, bertujuan untuk mengetahui bagaimana perilaku dan mode keruntuhan yang terjadi pada masing-masing benda uji yang kemudian nanti hasilnya dibandingkan dengan sampel lainnya. Pengujian dengan metode four- point loading menyebabkan perilaku sampel balok HCB terhadap pola keruntuhan dapat di kategorikan menjadi 2 kategori, yaitu lentur murni dan lentur geser. Dimana lentur murni terjadi akibat gaya momen yang terjadi pada daerah ( 1/3L – 2/3 L ), sedangkan lentur geser terjadi akibat kombinasi gaya momen dan gaya geser yang terjadi pada daerah antara perletakan dan beban. Berikut adalah pola keruntuhan yang terjadi pada benda uji balok HCB.
a. S-400 (I)
Gambar 11. Pola Retak S-400 (I)
Dari gambar diatas,dapat dilihat bahwa retak awal (first crack) terjadi pada posisi di daerah yang murni dipengaruhi oleh lentur yaitu pada daerah (1/3 L – 2/3 L) dengan panjang retak sebesar 15 cm akibat beban sebesar 2,2 ton (22 KN) , sedangkan retak akhir (final crack) berada tepat dimana beban bekerja, yang juga masih masuk dalam daerah lentur murni dengan panjang retak sebesar 10 cm dan lebar retak sebesar 1,25 mm akibat beban 4 ton (40 KN).
b. S-400 (II)
Gambar 12. Pola Retak S-400 (II)
Dari gambar diatas,dapat dilihat bahwa retak awal (first crack) terjadi pada posisi di daerah yang murni dipengaruhi oleh lentur yaitu pada daerah (1/3 L – 2/3 L) dengan panjang retak sebesar 10 cm akibat beban sebesar 2 ton (20 KN) , sedangkan retak akhir (final crack) terjadi berada tepat dimana beban bekerja, yang juga masih masuk dalam daerah lentur murni dengan panjang retak sebesar 10 cm dan lebar retak sebesar 0,95 mm akibat beban 4 ton (40 KN).
c. S-400 (III)
Gambar 13. Pola Retak S-400 (III)
Dari gambar diatas,dapat dilihat bahwa retak awal (first crack) terjadi pada posisi di daerah yang murni dipengaruhi oleh lentur yaitu pada daerah (1/3 L – 2/3 L) dengan panjang retak sebesar 8 cm akibat beban sebesar 1,6 ton (16 KN) , sedangkan retak akhir (final crack) berada tepat dimana beban bekerja, yang juga masih masuk dalam daerah lentur murni dengan panjang retak sebesar 5 cm dan lebar retak sebesar 0,95 mm akibat beban 3,6 ton (36 KN).
d. PET-400 (I)
Gambar 14. Pola Retak PET-400 (I)
Dari gambar diatas,dapat dilihat bahwa retak awal (first crack) terjadi pada posisi di daerah yang murni dipengaruhi oleh lentur yaitu pada daerah (1/3 L – 2/3 L) dengan panjang retak sebesar 16 cm akibat beban sebesar 2 ton (20 KN) , sedangkan retak akhir (final crack) berada tepat dimana beban bekerja, yang juga masih masuk dalam daerah lentur murni dengan panjang retak sebesar 8 cm dan lebar retak sebesar 0,55 mm akibat beban 3,8 ton (38 KN).
e. PET-400 (II)
Gambar 15. Pola Retak PET-400 (II)
Dari gambar diatas,dapat dilihat bahwa retak awal (first crack) terjadi pada posisi di daerah yang murni dipengaruhi oleh lentur yaitu pada daerah (1/3 L – 2/3 L) dengan panjang retak sebesar 8 cm akibat beban sebesar 1,4 ton (14 KN), sedangkan retak akhir (final crack) berada tepat dimana beban
bekerja, yang juga masih masuk dalam daerah lentur murni dengan panjang retak sebesar 6 cm dan lebar retak sebesar 0,80 mm akibat beban 3,8 ton (38 KN).
f. PET-400 (III)
Gambar 16. Pola Retak PET-400 (III)
Dari gambar diatas,dapat dilihat bahwa retak awal (first crack) terjadi pada posisi di daerah yang murni dipengaruhi oleh lentur yaitu pada daerah (1/3 L – 2/3 L) dengan panjang retak sebesar 7 cm akibat beban sebesar 1,6 ton (16 KN), sedangkan retak akhir (final crack) berada tepat dimana beban bekerja, yang juga masih masuk dalam daerah lentur murni dengan panjang retak sebesar 4 cm dan lebar retak sebesar 0,55 mm akibat beban 3,8 ton (38 KN).
g. PET-300 (I)
Gambar 17. Pola Retak PET-300 (I)
Dari gambar diatas,dapat dilihat bahwa retak awal (first crack) terjadi pada posisi di daerah yang murni dipengaruhi oleh lentur yaitu pada daerah (1/3 L – 2/3 L) dengan panjang retak sebesar 12 cm akibat beban sebesar 1,6 ton (16 KN), sedangkan retak akhir (final crack) berada tepat dimana beban bekerja, yang juga masih masuk dalam daerah lentur murni dengan panjang retak sebesar 28 cm dan lebar retak sebesar 0,55 mm akibat beban 4 ton (40 KN)
h. PET-300 (II)
Gambar 18. Pola Retak PET-300 (II)
Dari gambar diatas,dapat dilihat bahwa retak awal (first crack) terjadi pada posisi di daerah yang murni dipengaruhi oleh lentur yaitu pada daerah (1/3 L – 2/3 L) dengan panjang retak sebesar 14 cm akibat beban sebesar 1,4 ton (14 KN), sedangkan retak akhir (final crack) berada tepat dimana beban bekerja, yang juga masih masuk dalam daerah lentur murni dengan panjang retak sebesar 8 cm dan lebar retak sebesar 0,75 mm akibat beban 3,8 ton (38 KN).
i. PET-300 (III)
Gambar 19. Pola Retak PET-300 (III)
Dari gambar diatas,dapat dilihat bahwa retak awal (first crack) terjadi pada posisi di daerah yang murni dipengaruhi oleh lentur yaitu pada daerah (1/3 L – 2/3 L) dengan panjang retak sebesar 14 cm akibat beban sebesar 1,4 ton (14 KN), sedangkan retak akhir (final crack) berada tepat dimana beban bekerja, yang juga masih masuk dalam daerah lentur murni dengan panjang retak sebesar 8 cm dan lebar retak sebesar 0,55 mm akibat beban 3,8 ton (38 KN)
Pola retak yang terjadi pada semua sampel balok, semuanya berbentuk vertikal dari bawah keatas, yang menandakan bahwa retak yang terjadi pada balok ini adalah retak lentur. Dari semua retak yang ada, kita juga dapat melihat beberapa retak yang terjadi pada daerah lentur dan geser, tetapi secara
keseluruhan retak lentur merupakan pola retak yang paling dominan pada keseluruhan sample balok.
4.3 Perbandingan Hasil Loading Test a. S-400 vs PET-400
Gambar 20. Grafik Momen Rotasi S-400 vs PET-400
Dari Gambar 20 dapat dijelaskan bahwa momen maksimum yang terjadi pada masing-masing sampel yaitu S-400 (I) sebesar 48 KNm, S-400 (II) sebesar 48 KNm, S-400 (III) sebesar 43,2 KNm.
Dengan nilai rata-rata momen maksimum dari ketiga sampel tersebut sebesar 46,4 KNm. Momen maksimum yang terjadi pada masing-masing sampel PET-400 tidak terjadi perbedaan. Pada PET-400 (I), PET-400 (II), PET-400 (III) momen maksimum yang terjadi sebesar 45,6 KNm.
Dari kedua varian balok tersebut dapat dibandingkan dari nilai rata-rata momen maksimum yang terjadi, dimana untuk S-400 rata- rata momen maksimum yang terjadi sebesar 46,4 KNm. Sedangkan untuk PET-400 memiliki nilai rata-rata momen maksimum yang terjadi sebesar 45,6 KNm. Hal ini bisa disimpulkan bahwa balok PET-400 memiliki kekuatan 0,98 x dari balok S- 400.
b. PET-400 vs PET-300
Gambar 21. Grafik Momen Rotasi PET-400 vs PET-300
Dari Gambar 21 dapat dijelaskan bahwa momen maksimum yang terjadi pada masing-masing sampel yaitu PET-400 (I) sebesar 45,6 KNm, PET- 400 (II) sebesar 45,6 KNm, PET-400 (III) sebesar 45,6 KNm dengan nilai rata-rata momen maksimum dari ketiga sampel tersebut sebesar 45,6 KNm. Sedangkan momen maksimum yang terjadi pada masing-masing sampel PET-300 adalah sebagai berikut, pada PET-300 (I) sebesar 48 KNm, PET-300 (II) sebesar 45,6 KNm, PET-400 (III) sebesar 45,6 KNm dengan nilai rata-rata momen maksimum yang terjadi dari ketiga sampel tersebut sebesar 46,4 KNm.
Dari kedua varian balok tersebut dapat dibandingkan dari nilai rata-rata momen maksimum yang terjadi, dimana untuk PET-400 rata-rata momen maksimum yang terjadi sebesar 45,6 KNm, sedangkan untuk PET-300 memiliki nilai rata-rata momen maksimum yang terjadi sebesar 46,4 KNm. Hal ini bisa disimpulkan bahwa balok PET-300 memiliki kekuatan 1,017x dari balok PET-400.
Untuk lebih jelasnya, maka dibawah ini akan disajikan tabel perbandingan nilai momen
maksimum yang terjadi pada masing-masing spesimen.
Tabel 5. Perbandingan Nilai Momen Maksimum
c. Hasil Loading Test vs Kekuatan Teoritis
Pada sub bab ini akan dilakukan analisa teoritis, yang bertujuan untuk dapat membandingkan Momen maksimum yang terjadi dilapangan, dengan momen nominal yang didapatkan dari perhitungan secara teoritis. Berikut ini adalah hasil perhitungan teoritisnya :
• Balok (K-400)
Mu = 39818790,98 N.mm = 39,8 KNm
• Balok (K-300)
Mu = 39401225,41 N.mm = 39,40 KNm
Tabel 6. Kekuatan Lentur Teoritis K-400
Tabel 7. Kekuatan Lentur Teoritis K-300
Dari tabel tersebut dapat dilihat perbedaan kekuatan yang diperhitungkan dengan pengujian yang dilakukan. Secara pengujian terlihat bahwa terjadi penurunan rata-rata kekuatan dari spesimen S-400 terhadap spesimen PET 400, namun spesimen S-400 memiliki nilai rata-rata kekuatan yang sama terhadap spesimen PET-300.
Bila dibandingkan dengan perhitungan secara teoritis, kekuatan pada masing-masing spesimen mengalami peningkatan. Peningkatan yang terjadi
pada spesimen S-400 secara rata-rata mencapai 16,52 % dari kekuatan teori, sedangkan untuk spesimen PET-400 secara rata-rata mengalami peningkatan mencapai 14,51 % dari kekuatan teori, dan untuk spesimen PET-300 secara rata-rata mengalami peningkatan mencapai 17,76 % dari kekuatan teori.
Perbedaan kekuatan dari spesimen terhadap perhitungan kekuatan teori dipengaruhi oleh berbagai macam faktor. Kemungkinan yang menyebabkan perbedaan kekuatan dari spesimen terhadap analisis teoritis diantaranya adalah pengaruh curing atau cara perawatan yang dilakukan, pengaruh metode pengecoran yang dilakukan, pengaruh ketelitian pengukuran dalam pengujian, dan juga distribusi tegangan yang tidak merata akibat permukaan spesimen yang tidak rata.
5. Kesimpulan
Dari pengujian dan analisis yang telah dilakukan pada percobaan ini, dapat ditarik beberapa kesimpulan, berikut ini adalah beberapa poin kesimpulan yang dihasilkan :
Kegagalan yang terjadi pada balok hollow dengan pemanfaatan limbah botol air mineral, sama seperti dengan kegagalan yang terjadi pada balok solid, yaitu didominasi oleh kegagalan akibat lentur. Walaupun begitu, masih ditemukan retak yang terjadi akibat kombinasi lentur dan geser, tetapi hanya terjadi di dekat posisi beban bekerja.
Tidak ada perbedaan yang signifikan pada perilaku antara PET-400 dengan PET-300, diantara keduanya memiliki perilaku yang hampir sama. Salah satunya, pola keruntuhan yang mendominasi adalah kegagalan lentur.
Momen ultimate yang dapat di terima oleh PET-400 (Balok Hollow dengan rangkaian botol dengan Mutu Beton K-400) memiliki nilai 0.98 x dari Momen ultimate yang dapat diterima S-400 (Balok Solid dengan Mutu Beton K-400), sedangkan momen ultimate yang dapat di terima oleh PET-300 (Balok Hollow dengan rangkaian botol dengan Mutu Beton K-300) memiliki nilai 1,017 x lebih besar dari Momen ultimate yang dapat diterima PET-400 (Balok Hollow dengan rangkaian botol dengan Mutu Beton K-400)
Pembuatan balok hollow dengan rangkaian botol, memerlukan minimal 2 tahapan pengecoran, agar lebih memudahkan dalam proses pengerjaan. Selain itu untuk mencegah botol mengapung saat pengecoran, perlu dilakukan pemasangan beton decking pada atas badan botol yang kemudian diikat pada sengkang bagian atas.
Daftar Acuan
1. Anonim. 2002. “SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung”. Badan Standarisasi Nasional.
2. Nawy, E.G. ; Tavio ; dan Kusuma, B.
(Penerjemah). 2010. Beton Bertulang : Suatu Pendekatan Dasar (Edisi Kelima)(Edisi Tata Cara ACI 318-05). Surabaya. ITS Press
3. Vis, W.C. ; Kusuma, Gideon. 1993. Dasar- dasar Perencanaan Beton Bertulang (Edisi Kedua). Jakarta. Erlangga
4. Alnuaimi, Ali Said. ; Al-Jabri, Khalifa S ; Hago, Abdelwahid (2007). Comparison between solid and hollow reinforced concrete beams, Materials and Structures (2008) 41:269–286.
5. Mulia O dan Josia I, “Studi Pemanfaatan Limbah Botol Plastik untuk Hollow Core Slab”, Laporan Penelitian RUUI 2010.
6. ASTM Designation: C 78 – 94 : Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading)
7. Pratikto.2009 “Diktat Konstruksi Beton 1”.
Depok : POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 8. Krisna Adi S.G, (2011) “Studi Eksperimental
Pengaruh Volume Void Terhadap Kekuatan Hollow-Core Slab Non Prategang”. Depok.
Universitas Indonesia.
