= 0,98cm = 0,98 cm

BAB VII

PENGUJIAN KUAT TARIK BAJA BETON

VII.1. Maksud

Menetapkan :

1. Batas sebanding

2. Batas luluh atas dan bawah

3. Batas regangan pada offset 0,1% dan 0,2%

4. Keliatan (regangan pada tiap panjang 1 cm, % regangan pada 4,4” atau

11 cm atau 5,64F dengan F = luas (cm2), % kontraksi luas di tempat patah)

5. Kuat tarik

6. Modulus elastik

7. Modulus kenyal

8. Wujud dan jenis patah

VII.2. Benda Uji

1. Bahan : Besi tulangan polos

2. Tanda / nomor : -

3. Panjang baja seluruhnya : 51,3 cm

4. Panjang ukur : P01 =10.49cm

P02 =10.67 cm

5. Garis tengah ujung : 0.98cm

6. Garis tengah bagian yang diuji : 0.98 cm

7. Tambahan panjang : 0,18 cm

+( 5,64F) : 4,8972 cm

8. Sketsa benda uji :

VII.3. Alat-alat

1. Universal Testing Machine atau mesin UTM merk “Shimadzu”

2. Extensometer merk "Mitutoyo”

3. Kaliper

4. Devider (jangka)

5. Stopwatch

6. Mistar

7. Palu

8. Paku

VII.4. Pelaksanaan

1. Mengukur panjang benda secara keseluruhan, menentukan panjang

benda di bagian yang kecil dengan ketelitian 0,01 mm.

2. Mengukur diameter baja dengan ketelitian 0,01 mm di bagian yang

besar dan di bagian yang kecil, dengan cara mengambil rata-rata dari masing-

masing 3 kali pengukuran pada tempat yang berbeda.

3. Menentukan titik 0 (nol), sampai dengan titik 11 dengan menggunakan

mistar.

4. Menentukan lubang pada baja dengan menggunakan gergaji pada titik-

titik yang telah ditentukan.

5. Mengukur jarak titik 0-1, 0-2, …, 0-20 yang telah berlubang dengan

kaliper.

6. Memasang benda uji pada extensometer.

7. Menentukan panjang ukur awal (p02) dari as ke as extensometer.

8. Benda uji beserta extensometer dipasang pada mesin UTM.

9. Menjalankan mesin, stopwatch dinyalakan dan mencatat besar

pertambahan panjang baja pada extensometer, untuk setiap pertambahan

beban 100 kgf.

10. Membaca beban dan pertambahan panjang serta saat terjadi luluh atas dan

luluh bawah.

11. Mematikan stopwatch dan mencatat waktunya pada saat peristiwa luluh

selesai.

12. Menghentikan sementara pembebanan setelah peristiwa luluh selesai, lalu

melepas extensometer.

13. Menetapkan kembali panjang ukur awal (p02) dengan menggunakan devider

dan kaliper.

14. Menetapkan pertambahan panjang dengan menggunakan devider yang dimulai

dengan 11,5 cm dan seterusnya dengan pertambahan 0,5 cm sampai baja

patah.

15. Devider dipasang pada baja pada saat pembebanan dimulai kembali.

Stopwatch dihidupkan kembali.

16. Mencatat beban pada saat panjang ukur yang dikehendaki telah tercapai.

17. Mencatat beban maksimum dan beban patah.

18. Mencatat waktu patah.

19. Memeriksa tempat patah dan menentukan jenis patah.

20. Mengukur kembali diameter pada tempat terjadinya kontraksi.

21. Mengukur kembali jarak titik 0-1, 0-2, …, 0-20 dengan kaliper.

22. Mengukur panjang ukur 5,64F.

23. Menghitung keliatan.

24. Sketsa benda uji setelah diuji

VII.5. Hasil Pengujian

1. Batas sebanding : fp = 273,1372 MPa

p = 20,0182.10-4

2. Beban luluh atas (la) : fla1 =2130 kgf

fla2 = 2180kgf

. fla3 = 2220 kgf

3. Kuat tarik maksimum : fk =

3399 .996kgf /cm

2 ¿346 ,701 MPa

4. Batas regangan : f0,1 = 350 MPa

f0,2 = 366 Mpa

5. Modulus elastik : 135830,7556 MPa

6. Modulus kenyal : 0.2746 Nmm/mm3

7. Diameter tempat patah : 0,76 cm

Jenis patah : Irregular fibrous

8. Keliatan

Regangan pada 5,64 F : 4,8972 cm

Persentase Regangan pada14 titik: 23,627%

Kontraksi luas di tempat patah : 30,2499 %

9. Mutu baja : U-24

VII.6. Pembahasan

1. Baja tulangan deform adalah batang prismatis berpenampang bulat,

persegi, lonjong dan lain-lain yang permukaannya berulir.

2. Baja tulangan polos tidak boleh mengandung serpihan-serpihan,

lipatan-lipatan yang dalam atau tidak boleh berlapis-lapis. (PUBI 1982

halaman 149).

3. Keliatan baja tergantung dari besar kadar C-nya.

4. Semakin liat baja semakin besar pula tegangannya.

5. Menurut PBI 1971, halaman 29 disebutkan bahwa :

Setiap jenis baja tulangan yang dihasilkan oleh pabrik-pabrik baja yang

terkenal dapat dipakai. Pada umumnya setiap pabrik baja mempunyai standar

mutu dan jenis baja, sesuai dengan yang berlaku di negara yang bersangkutan.

Namun demikian, pada umumnya baja tulangan yang terdapat di pasaran

Indonesia dapat dibagi dalam mutu-mutu yang tercantum dalam tabel 3.7.1

Tabel 3.7.1 PBI 1971

Mutu baja tulangan

Mutu Sebutan Tegangan leleh karakteristik (au) atau tegangan karakteristik

yang memberikan regangan tetap 0,2% (0,2)( kg/cm

2 )

U-22 baja lunak 2.200

U-24 baja lunak 2.400

U-32 baja sedang 3.200

U-39 baja keras 3.900

U-48 baja keras 4.800

Berdasarkan pengujian kuat tarik baja beton, benda uji mempunyai tegangan

karakteristik :

f0,2 = 397,5525 MPa

= 38,9757 kg/cm2

Maka benda uji termasuk baja lunak dengan mutu U-24

6. PBI 1971 juga menyatakan tegangan-tegangan baja yang diijinkan

seperti pada tabel 10.4.1 halaman 103

Tabel tegangan baja yang diijinkan

MutuTegangan tarik/tekan yang diijinkan a = a’ (kg/cm

2)

Pada pembebanan tetap Pada pembebanan sementara

U-22 1.250 1.800

U-24 1.400 2.000

U-32 1.850 2.650

U-39 2.250 3.200

U-48 2.750 4.000

Umum 0,58au 0,83au

0,582 0,832

Baja yang diuji mempunyai mutu U-24 dengan :

a = 1400 kg/cm2

fa = 142,759 MPa, untuk pembebanan tetap

a = 2000 kg/cm2

fa = 203,942 MPa, untuk pembebanan sementara

maks =3399 ,996kgf /

cm2¿346 ,701 MPa

Angka kemananan (n)

- Untuk pembebanan tetap

n =

f maksfa ( tetap )

=346 ,701142, 759

=2 .529≈3

- Untuk pembebanan sementara

n =

f maksfa ( sementara)

=346 ,701203 ,942

=1 , 670≈2

7. Sifat sifat mekanis.

Sifat-sifat mekanis baja tulangan beton ditetapkan seperti pada tabel VI SII-

03136-80 tentang Mutu dan Cara Uji Baja Tulangan Beton halaman 4.

Tabel Sifat Mekanis Baja Tulangan Beton

Kelas Simbol

Sifat Mekanis

Batas

Ukur

minimum

N/mm2

(kgf/mm2)

Kuat tarik

minimum

N/mm2

(kgf/mm2)

Batang

Uji

Reganga

n minimum

Sudu

t legkung

Diamet

er

lengkung

P

O

L

O

S

1BJTP 24 235 (24) 382 (39)

No.2 20180 3d

No.3 24

2 BJTP 30 294 (30) 480 (49)No.2 18

1804d

No.3 20

D

E

F

O

R

M

1BJTD 24 235 (24) 382 (39)

Setara

no.218

180 3dSetara

no.322

2BJTD 30 294 (30) 480 (49)

Setara

no.214

180 4dSetara

no.318

3BJTD 35 343 (35) 490 (50)

Setara

no.218

180 max

D40

max

D50

4d

Setara

no.320 5d

4BJTD 40 392 (40) 559 (57)

Setara

no.216 180 5d

Setara

no.318

5BJTD 50 490 (50) 618 (63)

Setara

no.212 90 max

D22

max D25

5d

Setara

no.314 6d

Dari pengujian didapat

regangan patah =19 ,9313 %

batas luluh minimum = 273,1312 MPa

batas tarik maksimum = 416 , 4549 MPa

8. Modulus Elastik

Menurut PBI 1971 bab 10.9.1 halaman 121 dinyatakan :

Untuk semua baja tulangan, modulus elastik baja senantiasa dapat diambil

sebesar Ea = 2,1.106 kg/cm2 atau E = 205940,41 MPa.

Dari pengujian diperoleh modulus elastik E = 135830,7556 MPa maka sesuai

dengan PBI 1971, baja tersebut tidak memenuhi persyaratan.

VII.7. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dapat disimpulkan :

1. Baja cukup baik untuk kontruksi dalam kontruksi beton bertulang, karena

modulus elastiknya memenuhi persyaratan.

2. Mutu baja menurut PBI 1971 termasuk U-24 dengan sebutan baja lunak.

3. Nilai modulus elastisitas menurut PBI 1971 adalah 205940,91 MPa

sedangkan modulus elastisitas baja uji adalah 166226 , 578 MPa maka baja uji

tersebut tidak memenuhi syarat.

4. Baja uji dengan mutu U-24 dengan tegangan baja diijinkan

Untuk pembebanan tetap = 142,759 MPa

Untuk pembebanan sementara = 203,942 Mpa

Maka mempunyai angka aman, pada

Untuk pembebanan tetap = 3

Untuk pembebanan sementara = 2

VII.8. Lampiran

1. Laporan Sementara

2. Hitungan

3. Gambar alat

HITUNGAN

1. Diameter baja bagian kecil :

a.Sebelum diuji (do) = 0.98 cm

b. Setelah diuji (d1) = 0.76cm

2. Luas tampang bagian kecil :

a.Sebelum diuji (do) = 1/4 (do)2 =1/4 ( 0.98)2 = 0.754 cm2

b. Setelah diuji (d1) = 1/4 (d1)2 = 1/4 ( 0.76 )2= 0.453

cm2

3. Panjang bagian kecil baja

a.Sebelum diuji (do) = 13,96cm (jarak dari 0-14)

b. Setelah diuji (d1) = 16,57 cm (jarak dari 0-14)

4. Batas sebanding :

fp = 273,1312Mpa

p = 20,0182.10-4

5. Panjang ukur (Po) = 10,49cm = 104,9 mm

Panjang ukur (Po1) = 10,67 cm = 106,7 mm

6. Batas luluh :

Lulus atas :

La1= f =

Bebanluas penampang

=213014

π (0 . 98)2

= 2825,2559kgf/cm2 = 287,9975 MPa

=

ΔPpanjang awal

=21. 10−3

10 , 49=20 , 0191 .10−4

La2= f =

Bebanluas penampang

=218014

π (0 , 98)2

= 2891,5765kgf/cm2 =294,7581 MPa

=

ΔPpanjang awal

=22. 10−3

10 , 49=20 , 9724 .10−4

La3= f =

Bebanluas penampang

=222014

π (0 . 98)2

= 2944,6329kgf/cm2 = 300,1665 MPa

=

ΔPpanjang awal

=23 .10−3

10 , 49=21, 9256 .10−4

7. Kuat tarik maksimum baja :

fmaks =

Beban maksimumLuas penampang

=30800 .7539

=4085 , 4225kgf /cm

2¿ 416 , 4549 MPa

8. Keliatan

a.Pada panjang ukur 5.64√ F = 5.64√ 14

π (0. 98 )2

= 5.64√0 , 7539

= 4,8972 cm

b. Persentase tegangan patah

nilai 5.64√ F = 4,8972 5

titik 11 - 17

Panjang titik 11 – 18 sebelum diuji (L0) = 6,99

Panjang titik 11 – 18 setelah diuji (L1) = 8,73

Persentase regang patah =

L0−L1

L0

×100 %=8 ,73−6 ,998 ,73

x 100 %=19 ,9313 %

c.Tambahan panjang

P diantara titik= P setelah diuji – P sebelum diuji

= (21,66 – 12,93) – (18,06 – 11,075)

= 1,745

Jadi terjadi tambahan panjang = 1,745 + 5.64√ F

= 1,745 + 4,8972

= 6,6422 cm

d. Persentase regangan pada 20 titik :

Jarak sebelum pengujian antara titik 0 – 20= 19.995 cm

Jarak setelah pengujian antara titik 0 – 20 = 23,92 cm

Persentase regangan total =

L1−L0

L0

×100 %=23 ,92−19 ,99519.995

x100 %=19 , 6299 %

e.Kontraksi =

(d0−d1 )(d0+d1 )

(d0 )2

×100 %

=

(9,1−7,6) ( 9,1+7,6)(9,1)2

×100 %

= 30,2499 %

f. Batas regangan pada offset :

f0,1

17,8470 361,8823

18,5 f0,01

19,7573 363,3901

f 0 ,01=361,8823+(18 ,5−17 , 8470)

(19 ,7573−17 , 8470)(363,3901−361,8823 )=362 ,39771 MPa

f0,2

19,7573 363,3901

20,1 f0,02

22,6226 364,8980

f 0 ,02=363 ,3901+(20 , 1−19 ,7573 )

(22 ,6226−19 , 7573 )( 364,8980−363,3901 )=363 , 57045 MPa

9. Modulus Elastik

E =

fpεp

=273,1312

20 ,1082 . 10−4=135830 ,7556 MPa

10. Modulus kenyal

12× fp × εp=1

2x 273 ,1312 x 20 , 1082 .10−4=0 , 2746

Nmm/mm3

11. Jenis patah : Irregular fibrous

Tabel Perhitungan Kuat Tarik Baja Beton Tahap I

Ao = 1/4 (d)2 = 1/4(0.98)2 = 75,4 mm2

Po1 =10.49 cm = 104,9 mm

1 kgf = 9.80671 N

x koreksi = 0,9542.10-4

Beban ΔP Tegangan ( f ) Regangan (ε) Regangan koreksi

Kgf N (10-2) Mpa (10-4) (ε.10-4)

100 980,671 2 13,0062 1,9066 0,9524

200 1961,342 3 26,0125 2,8599 1,9057

300 2942,013 4 39,0187 3,8132 2,859

400 3922,684 5 52,025 4,7664 3,8122

500 4963,355 6 65,827 5,7197 4,7655

600 5884,026 7 78,0375 6,6730 5,7188

700 6864,697 8 91,0437 7,6267 6,6725

800 7845,368 9 104,0499 8,5780 7,6238

900 8826,039 10 117,0562 9,5329 8,5787

1000 9806,71 11 130,0625 10,4862 9,532

1100 10787,381 12 143,0687 11,4395 10,4853

1200 11768,052 13 156,075 12,3928 11,4386

1300 12748,723 14 169,0812 13,3460 12,3918

1400 13729,394 15 182,0874 14,2993 13,3451

1500 14710,065 16 195,0937 15,2526 14,2984

1600 15690,736 17 208,0999 16,2059 15,2517

1700 16671,407 18 221,1062 17,1592 16,205

1800 17652,078 19 234,1124 18,1125 17,1583

1900 18632,749 20 247,1187 19,0658 18,1116

2000 19613,42 21 260,1249 20,0191 19,0649

2100 20594,091 22 273,1312 20,9724 20,0182

Tabel Perhitungan Kuat Tarik Baja Beton Tahap II

Ao = 1/4 (d)2 = 1/4(0,98)2 = 75,4 mm2

Po2 =10,67 cm = 106,7 mm

1 kgf = 9,80671 N

Panjang (mm) Beban (Kgf) Beban (N) ΔP. 10-2 (mm) Tegangan (f) Mpa Regangan (ε) 10-4

115 2620 25693,5802 8,3 340,7637 77,788120 2930 28733,6603 13,3 381,0830 124,649125 3040 29812,3984 18,3 395,3899 171,509

Tabel Perhitungan Kuat Tarik Baja Beton

P = P sesudah diuji – P sebelum diuji

Persentase regangan =

ΔPP sebelum diuji

×100%

Titik P sebelum diuji (mm) P sesudah diuji (mm) P (mm) % regangan

0-1 9,75 11,5 1.75 17,951-2 10,15 12,4 2,25 22,172-3 9,6 10,2 0,6 6,253-4 10,6 12,6 2 18,874-5 9,4 12,2 2,8 29.795-6 10,5 11,3 0,8 7,616-7 9,7 11,5 1,8 18,567-8 10.45 11,7 1,25 11,96

8-9 8,35 11 2,65 31,749-10 11,9 13,33 1,43 12,0210-11 10,35 11,6 1,25 12,0811-12 9,25 10,2 0,95 10,2712-13 10,5 12,6 2,1 2013-14 9,1 13,6 4,5 49,4514-15 10,1 14 3,9 38,6115-16 10,5 13,2 2,7 25,7116-17 9,7 11,2 1,5 15,4617-18 10,7 12,5 1,8 44,8618-19 9,75 10,9 1,15 11,7919-20 9,6 11,7 2,1 21,87