i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI.............................................................................................................i

DAFTAR GAMBAR...............................................................................................v

DAFTAR TABEL..................................................................................................vii

I. PENDAHULUAN..............................................................................................1

A. Latar Belakang...............................................................................................1

B. Perumusan Masalah.......................................................................................6

C. Batasan Masalah............................................................................................6

D. Tujuan Penelitian...........................................................................................7

E. Manfaat Penelitian.........................................................................................7

II. TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................................8

A. Beton Prategang.............................................................................................8

1. Sejarah Beton Prategang dan Perkembanganya...........................................8

2. Kelebihan dan Kekurangan Beton Prategang.............................................10

3. Bahan – bahan pembentuk beton prategang...............................................11

4. Konsep Dasar Beton Prategang..................................................................14

5. Metode pemberian tegangan......................................................................17

B. Beton Serat..................................................................................................18

1. Daktilitas....................................................................................................20

2. Kekuatan lentur dan tarik...........................................................................21

ii

3. Ketahanan kejut (impact resistance)..........................................................22

4. Ketahanan terhadap kelelahan (fatigue life)...............................................23

5. Penyusutan (shrinkage)...........................................................................23

C. Aplikasi Konsep beton serat........................................................................26

D. Serat (Fiber).................................................................................................27

E. Serat Bambu................................................................................................28

1. Anatomi Bambu......................................................................................29

2. Sifat Fisika Bambu..................................................................................31

3. Sifat Mekanika Bambu...........................................................................32

4. Jenis Bambu............................................................................................36

5. Keunggulan Bambu................................................................................38

6. Kelemahan Bambu..................................................................................40

F. Kehilangan Gaya Prategang........................................................................41

1. Perpendekan elastis beton.......................................................................41

2. Rangkak dalam beton..............................................................................42

3. Susut dalam beton...................................................................................43

4. Relaksasi dari tegangan baja...................................................................43

5. Gesekan (Post tension)............................................................................44

6. Slip angkur..............................................................................................45

G. Tata Letak Tendon Prategang......................................................................46

H. Desain Penampang Prategang.....................................................................49

III. METODOLOGI PENELITIAN.......................................................................51

A. Jenis Penelitian............................................................................................51

B. Tempat dan Waktu Penelitian......................................................................51

iii

C. Variabel-variabel.........................................................................................52

1. Variabel bebas.........................................................................................52

2. Variabel terikat........................................................................................52

D. Hipotesis......................................................................................................52

E. Bahan...........................................................................................................53

1. Semen......................................................................................................53

2. Agregat Halus.........................................................................................53

3. Agregat Kasar.........................................................................................53

4. Air...........................................................................................................53

5. Serat........................................................................................................54

6. Kawat prategang.....................................................................................54

F. Peralatan......................................................................................................54

1. Jangkar Penahan......................................................................................54

2. Begisting.................................................................................................54

3. Proving Ring...........................................................................................54

4. Hydraulick jack.......................................................................................55

5. Strain Indicator.......................................................................................55

6. Load Cells Hydraulick............................................................................55

7. Strain Gauge...........................................................................................56

8. Dial Gauge..............................................................................................56

9. Satu set saringan.....................................................................................57

10. Timbangan...........................................................................................57

11. Mesin Pengaduk Beton (concrete mixer)............................................57

12. Kerucut Abrams..................................................................................58

13. VB- test Apparatus..............................................................................58

iv

14. Mesin penggetar Internal (Vibrator)...................................................58

15. Compressing Testing Machine (CTM)................................................58

16. Alat Bantu...........................................................................................58

G. Pelaksanaan Penelitian................................................................................59

1. Pemeriksaan Bahan Campuran Beton.....................................................59

2. Pelaksanaan penelitian............................................................................59

3. Test Set-Up..............................................................................................63

4. Pengujian Kuat Lentur............................................................................65

H. Bagan Alir Penelitian...................................................................................66

DAFTAR PUSTAKA

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Strand 7 kawat......................................................................................13

Gambar 2. Distribusi tegangan sepanjang penampang beton prategang konsentris

................................................................................................................................14

Gambar 3. Distribusi tegangan sepanjang penampang beton prategang eksentris 15

Gambar 4. Pengaruh gaya prategang.....................................................................15

Gambar 5. Momen penahan internal pada balok beton prategang dan beton

bertulang.................................................................................................................16

Gambar 6. Balok prategang dengan tendon parabola............................................16

Gambar 7. Karakteristik beban lentur – lendutan beton serat baja dengan tipe serat

yang berbeda (Soroushian & Bayasi, 1991)...........................................................19

Gambar 8. Perbaikan daktilitas beton serat (Soroushian & Bayasi, 1987)............20

Gambar 9. Perbaikan Kuat Tarik Beton Serat (Soroushian & Bayasi, 1987)........21

Gambar 10. Perbaikan Kuat Lentur Beton Serat (Soroushian & Bayasi, 1987)....22

Gambar 11. Perbaikan Ketahanan Kejut Beton Serat (Soroushian & Bayasi, 1987)

................................................................................................................................23

Gambar 12. Susut pengeringan beton serat dan beton biasa (Soroushian & Bayasi,

1987)......................................................................................................................24

Gambar 13. Pengaruh volume fraksi serat (Vf) dan aspect ratio (lf/df) serat

terhadap kelecakan (Soroushian & Bayasi, 1987).................................................25

Gambar 14. Diagram tegangan regangan bambu...................................................34

vi

Gambar 15. Pengambilan Spesimen Bambu ...........................................35

Gambar 17. Bambu Betung....................................................................................37

Gambar 16. Bambu Ori..........................................................................................37

Gambar 18. Bambu tali..........................................................................................38

Gambar 19. Bambu Hitam.....................................................................................38

Gambar 20. Proving Ring......................................................................................54

Gambar 21. Hydraulick Jack.................................................................................55

Gambar 22. Strain Indicator...................................................................................55

Gambar 23. Strain Gauge......................................................................................56

Gambar 24. Dial Gauge.........................................................................................57

Gambar 25. Penarikan Tendon dan Pengecoran....................................................62

Gambar 26. Penyaluran Gaya Prategang...............................................................62

Gambar 27. Pemasangan Strain Gauge dan Strain Indicator................................63

Gambar 28. Denah Strain Gauge...........................................................................63

Gambar 29. Pemasangan Dial Gauge....................................................................64

Gambar 30. Pengujian Kuat Lentur.......................................................................65

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Spesifikasi strand 7 kawat........................................................................13

Tabel 2. Spesifikasi serat-serat yang sering digunakan.........................................27

Tabel 3. Kadar air dan berat jenis bambu Betung..................................................31

Tabel 4. Kuat tarik bambu tanpa buku kering oven...............................................35

Tabel 5. Kuat tarik rata-rata bambu kering oven...................................................35

Tabel 6. Nilai K_sh untuk komponen struktur post tension..................................43

Tabel 7. Persentase rata-rata kehilangan prategang...............................................45

Tabel 8. Jumlah dan Kode Benda Uji....................................................................51

Tabel 9. Ukuran Benda Uji....................................................................................51

Tabel 10. Ukuran saringan pada penelitian gradasi agregat..................................57

Tabel 11. Spesifikasi Pengujian material...............................................................59

Tabel 12. Hasil pembebanan dan deflection..........................................................64

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Beton dan bahan dasar butiran halus (cementitious) telah digunakan sejak zaman

Yunani atau bahkan peradaban kuno terdahulu. Tahun 1801, F. Ciognet menandai

permulaan perkembangan teknolgi beton dengan mengkaryakan desain perahu

semen kecil yang kita kenal ferrocement. Perkembangan pesat teknologi beton

terjadi pada tahun 1910 yang dipelopori oleh German Committee for Reiforced

Concrete (Komite Jerman untuk Beton Bertulang), Austrian Concrete Committee

(Komite Beton Austria), British Concrete Institute dan American Concrete

Institute (Institut Beton Amerika) dengan perkembangan beton bertulang, dan

pada tahun 1920 era prategang dimulai.

Beton adalah konstruksi bangunan sipil yang paling banyak digunakan. Hal

tersebut dikarenakan beton memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan

bahan-bahan konstruksi lain diantaranya karena harga yang relatif murah

(ekonomis), kemampuan menahan gaya tekan yang tinggi, dapat dibentuk

sesuai kebutuhan konstruksi yang diinginkan, mudah dalam perawatannya

serta ketahanan yang baik terhadap cuaca dan lingkungan sekitar. Oleh karena

itu beton dianggap sangat penting untuk terus dikembangkan.

Seiring perkembangan pengetahuan dan teknologi, perkembangan beton

dituntut untuk meningkatkan kualitas khususnya kekuatan beton yang dikenal

‘Beton Mutu Tinggi”. Teknologi beton mutu tinggi dilakukan dengan

2

menambahkan bahan atau agregat lain didalam beton seperti fly ash,

pemberian serat (fiber concrete), dan teknologi beton prategang.

Perbedaan utama antara beton bertulang dan beton prategang adalah:

1. Beton bertulang

- Adalah Mengkombinasikan beton dan tulangan baja dengan cara

menyatukan dan membiarkan keduanya bekerja bersama – sama sesuai

fungsinya yaitu beton menahan beban tekan dan tulangan akan

menahan beban tarik yang terjadi akibat load (desain beton prategang

edisi ke 3 jilid 1, T.Y lin & Ned H. Burns)

- Beton bertulang adalah Beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah

tulangan yang tidak kurang dari nilai minimum dan direncanakan

berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama dalam

menahan gaya yang bekerja (SNI - 03 - 2847 – 2002)

2. Beton prategang

- Mengkombinasikan beton berkekuatan tinggi dan baja mutu tinggi

dengan cara – cara “aktif”. Hal ini dicapai dengan cara menarik baja

dan menahanya kebeton sehingga beton dalam kondisi tertekan

sebelum mengalami beban tekan itu sendiri. Kombinasi aktif ini akan

menghasilkan perilaku yang lebih baik yang berkekuatan tinggi.

(Desain Beton Prategang edisi ke 3 jilid 1, T.Y lin & Ned H. Burns).

- Beton prategang memiliki kelemahan yang bersifat menghilangkan

tegangan prategang yang diakibatkan oleh:

1. Dudukan angkur pada saat penyaluran gaya (slip angkur)

2. Perpendekan elastis beton

3

3. Rangkak pada beton

4. Susut pada beton

5. Relaksasi tegangan tendon

6. Friksi akibat kelengkungan yang disengaja atau tidak disengaja

dalam tendon pasca tarik. (SNI 03-2847-2002).

Suhendro (1991) melaporkan bahwa dalam perencanaan struktur, beton

dianggap hanya mampu memikul tegangan tekan walau sesungguhnya beton

mampu menahan tegangan tarik sebesar 27 kg/m2 (±10% dari tegangan tekan).

Sehingga hal ini tidak efisien terutama pada perencanaan yang didominasi

tarik dan lentur. Bagian tarik pada balok akan mengalami retak sekalipun

hanya mendapatkan tegangan yang tidak begitu besar. Hal ini disebabkan

karena adanya retak rambut yang merupakan sifat alami dari beton. Untuk

mengatasi kekurangan-kekurangan ini maka pada bagian konstruksi yang

menderita gaya tarik biasanya diperkuat dengan tulangan baja atau pemberian

gaya prategang yang disalurkan oleh strand atau kawat pada beton prategang.

Dalam perkembangan teknologi beton sekarang ini, berbagai usaha dilakukan

untuk memperbaiki sifat – sifat yang kurang baik pada beton. Cara perbaikan

tersebut antara lain dengan menambahkan serat ke dalam adukan beton.

Penambahan serat memperbaiki sifat-sifat struktural beton. Serat bersifat

mekanis sehingga tidak akan bereaksi secara kimiawi dengan bahan

pembentuk beton lainnya. Serat membantu mengikat dan menyatukan

campuran beton setelah terjadinya pengikatan awal dengan pasta semen.

4

Ada berbagai macam serat yang biasa digunakan yaitu baja, kaca, plastik,

bambu, kayu dan karbon. Salah satu jenis serat yang populer dipakai adalah

adalah steel fiber namun korosi akan mudah merusak serat tersebut karena

ukuran penampang yang kecil dan harga seratnya pun mahal. Serat yang masih

jarang dimanfaatkan adalah serat natural yaitu serat bambu. masih sangat

sedikit penelitian yang menggunakan serat bambu hal ini mengakibatkan tidak

populernya serat bambu dalam sistem beton berserat.

(Morisco 1994-1999) melaporkan Kondisi kering oven, bambu memiliki kuat

tarik sampai 417 MPa pada kulit bagian luar hampir setara kuat tarik pada

baja. Dari 1500 jenis bambu didunia, 170 (11%) terdapat di Indonesia. Hal ini

menyebabkan bambu sangat mudah didapatkan dan dengan harga yang sangat

murah serta anti korosif. Kelemahan bambu terdapat pada ruas bambu yang

memilki kuat tarik 128 MPa dan memiliki kadar air yang memungkinkan

terjadinya kembang susut.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Siti Hasanah (2012) pada beton

bertulang, melaporkan bahwa sifat–sifat kurang baik dari beton, yaitu getas,

tidak mampu menahan tegangan tarik dan ketahanan yang rendah terhadap

beban impact dapat diperbaiki dengan menambahkan fiber natural yang

terbuat dari potongan bambu pada adukan beton. Selain itu, dilaporkan pula

bahwa tingkat perbaikan yang diperoleh dengan serat bambu tidak banyak

berbeda dengan hasil – hasil yang dilaporkan dengan serat baja (steel fiber).

Serat dari bambu betung tersebut mempunyai kuat tarik sebesar 285 MPa,

berat jenis 0,646, kadar air 5,381 pada kondisi kering udara mampu

5

memberikan hasil yang optimal karena pull-out resistance cukup tinggi dan

memberikan kelecakan yang baik.

Beton prategang dan serat bambu adalah penelitian yang dipilih karena

memiliki kelebihan yang berbeda dengan beton bertulang dan dengan serat

natural. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, kekurangan pada beton

prategang yang mengakibatkan berkurangnya gaya prategang (perpendekan

elastis beton, rangkak dan susut pada beton dan relaksasi tegangan tendon)

dapat dikurangi dengan menggabungkan sistem prategang dan sistem fiber

pada beton. Harapannya, peningkatan kemampuan beton prategang

untuk mendukung tegangan lentur akan meningkat dan

kehilangan gaya prategang dapat direduksi dengan baik oleh

fiber.

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan dapat dirumuskan masalah

yang akan dikaji pada penelitian ini yaitu adakah pengaruh penambahan serat

bambu betung terhadap kekuatan lentur pada balok beton prategang pada

dimensi 120 mm x 250 mm x 2000 mm dan dimensi serat 60 mm x 1 mm x 2

mm dengan prosentase serat 0,4% dari berat total beton.

C. Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup penelitian ini diperlukan batasan-batasan

sebagai berikut:

1. Benda uji yang digunakan :

6

a. Balok prategang ukuran 120 mm x 250 mm x 2000 mm untuk uji kuat

lentur dengan f’c 40 MPa.

2. 3 buah benda uji silinder untuk mengetahuai f’c beton.

3. Kawat baja mutu tinggi (Strand) Ø 12,7 mm, fy 1720 MPa, As 92,9 mm2

4. Penambahan serat bambu betung dengan ukuran 60 mm x 1 mm x 2 mm

sebanyak 0,4 %.

5. Semen yang digunakan semen Type I.

6. Waktu Pengujian beton pada umur 28 hari.

D. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui perilaku beton prategang dengan serat bambu betung pada uji

lentur.

2. Membandingkan hasil kuat lentur dari beton prategang yang tidak berserat

dengan beton prategang berserat.

E. Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat antara lain:

1. Memberikan kontribusi dan bahan baca bagi perkembangan ilmu bahan

struktur.

2. Menginformasikan dan mengoptimalkan pemanfaatan beton berserat tidak

hanya dapat dilakukan pada beton bertulang, namun beton prategang pun

dapat menggunakan serat demi perkembangan teknologi di bidang

konstruksi.

7

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Beton Prategang

Mengkombinasikan beton berkekuatan tinggi dan baja mutu tinggi dengan

cara – cara “aktif”. Hal ini dicapai dengan cara menarik baja dan menahannya

kebeton sehingga beton dalam kondisi tertekan sebelum mengalami beban

tekan itu sendiri. Kombinasi aktif ini akan menghasilkan perilaku yang lebih

baik yang berkekuatan tinggi. (Desain Beton Prategang edisi ke 3 jilid 1, T.Y

lin & Ned H. Burns).

Beton prategang adalah beton bertulang yang telah diberikan tegangan tekan

dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban

kerja. (SNI 03 – 2847 - 2002)

1. Sejarah Beton Prategang dan Perkembanganya

Beton prategang pertamakali ditemukan oleh Insinyur perancis yaitu

Eugene Freyssinet pada 1933 di Gare Maritime pelabuhan LeHavre

(Perancis). Ia mengemukakan bahwa untuk mengatasi rangkak, relaksasi

dan slip pada jangkar kawat atau pada kabel maka digunakan beton dan

baja yang bermutu tinggi. Disamping itu ia juga telah menciptakan suatu

sistem panjang kawat dan sistem penarikan yang baik, yang hingga kini

masih dipakai dan terkenal dengan system FREYSSINET.

8

Freyssinet sebagai bapak beton prategang dunia segera diikuti jejaknya oleh

para ahli lain untuk mengembangkan jenis struktur beton ini, yaitu :

a. Yves Gunyon adalah seorang insinyur Perancis dan telah menerbitkan

buku Masterpiecenya “Beton Precontraint” (2 jilid) pada tahun 1951.

Beliau memecahkan kesulitan dalam segi perhitungan struktur dari beton

pratekan yang diakibatkan oleh gaya-gaya tambahan disebabkan oleh

pembesian pratekan pada struktur yang mana dijuluki sebagai “Gaya

Parasit” maka Guyon dianggap sebagai yang memberikan dasar dan latar

belakang ilmiah dari beton pratekan.

b. T.Y. Lin adalah seorang insinyur kelahiran Taiwan yang merupakan

guru besar di California University, Merkovoy. Keberhasilannya yaitu

mampu memperhitungkan gaya-gaya parasit yang tejadi pada struktur. Ia

mengemukakan teorinya pada tahun 1963 tentang “Load Balancing”.

Dengan cara ini kawat atau kabel prategang diberi bentuk dan gaya yang

sedemikian rupa sehingga sebagian dari beban rencana yang telah

ditetapkan dapat diimbangi seutuhnya pada beban seimbang ini.

Didalam struktur tidak terjadi lendutan dan karenanya tidak bekerja

momen lentur apapun, sedangkan tegangan beton pada penampang

struktur bekerja merata. Beban-beban lain diluar beban seimbang (beban

vertikal dan horizontal) merupakan “Inbalanced Load”, yang akibatnya

pada struktur dapat dihitung dengan mudah dengan menggunakan teori

struktur biasa. Tegangan akhir dalam penampang didapat dengan

menggunakan tegangan merata akibat “Balanced” dan tegangan lentur

9

akibat “Unbalanced Load”. Tanpa melalui prosedur rumit dapat

dihitung dengan mudah dan cepat. Gagasan ini telah menjurus kepada

pemakaian baja tulangan biasa disamping baja prategang, yaitu dimana

baja prategang digunakan memikul akibat dari Inbalanced Load.

Teori “Inbalanced Load” telah mengakibatkan perkembngan yang

sangat pesat dalam menggunakan beton pratekan dalam gedung-gedung

bertingkat tinggi. Struktur flat slab, struktur shell, dan lain-lain.

Terutama di Amerika dewasa ini boleh dikatakan tidak ada gedung

bertingkat yang tidak menggunakan beton pratekan didalam strukturnya.

T.Y. Lin juga telah berhasil membuktikan bahwa beton pratekan dapat

dipakai dengan aman dalam bangunan-bangunan didaerah gempa,

setelah sebelumnya beton pratekan dianggap sebagai bahan yang kurang

kenyal (ductile) untuk dipakai didaerah-daerah gempa, tetapi

dikombinasikan dengan tulangan baja biasa ternyata beton pratekan

cukup kenyal, sehingga dapat memikul dengan baik perubahan-

perubahan bentuk yang diakibatkan oleh gempa.

2. Kelebihan dan Kekurangan Beton Prategang.

Kelebihan beton prategang :

a. Dapat dipakai pada bentang-bentang yang besar

b. Bentuknya langsing, berat sendiri lebih kecil, lendutan lebih kecil

c. Beton mutu tinggi, tidak mudah retak, lebih aman/ tahan terhadap

pengaruh cuaca sehingga bahaya karatan dari baja oleh merembesnya air

atau uap-uap korosif dapat dibatasi

d. Lebih ekonomis apabila dipakai pada bentang-bentang yang besar

10

Kekurangan beton prategang :

a. Menggunakan alat-alat pelengkap (dongkrak, jangkar, pipa pembungkus,

alat untuk memompa martel, dan lain-lain) dan juga diperlukan

pengawasan pelaksanaan yang ketat.

b. Hanya dapat memikul beban dalam satu arah, kurang cocok untuk

pembebanan bolak balik.

c. Adanya kehilangan gaya prategang akibat dari sifat beton, teknis

pelaksanaan dan friksi.

3. Bahan – bahan pembentuk beton prategang

a. Semen portland

Semen portland tipe I, dipakai untuk bangunan biasa. Penggunaan

semen portland tipe I untuk bangunan yang tidak memerlukan

persyaratan khusus dan untuk tanah atau air dengan kadar sulfat

maksimum 10% juga untuk gedung bertingkat.

Semen portland Tipe II mempunyai kalor perkerasan sedang dan

memiliki ketahanan sulfat sedang. Penggunaan semen portland tipe II

untuk tanah atau air dengan kadar sulfat 10-20% serta untuk

bangunan massa seperti dam dan kepala jembatan

Semen portland tipe III semen dengan kekuatan awal yang tinggi.

kadar C3S lebih banyak dari semen portland tipe lainya. Semen

portland tipe III dipakai untuk konstruksi bangunan yang memerlukan

kekuatan awal tinggi, misalnya pembuatan jalan beton

11

Semen portland tipe IV memiliki kalor hidrasi rendah. Kadar C3A dan

C3S lebih rendah dari semen portland tipe lainya. Kadar C4AF lebih

tinggi karena adanya Fe2O3 untuk mengurangi kadar C3A.

Semen portland tipe V memiliki ketahanan terhadap agresi sulfat

tinggi. Semen ini mempunyai kadar C3A rendah dan kadar C4AF

tinggi. Penggunaan semen portland tipe V untuk bangunan pengolah

limbah dengan kadar sulfat lebih dari 20%.

b. Agregat

Agregat adalah material granural, misalnya pasir, kerikil, batu pecah,

dan kerak tungku besi, yang dipakai bersama-sama dengan suatu media

pengikat untuk membentuk suatu semen hidraulik atau adukan.

Agregat diperoleh dari sumber daya alam atau agregat dapat juga

diperoleh dengan memecah batuan induk yang lebih besar.

Agregat halus untuk beton adalah agregat berupa pasir alam atau berupa

pasir buatan yang dihasilkan oleh alat-alat pemecah batu dan

mempunyai ukuran butir 5 mm.

Agregat kasar untuk beton adalah agregat berupa kerikil sebagai hasil

disintegrasi alami dari batu-batuan atau berupa batu pecah yang

diperoleh dari pemecahan batu, dan mempunyai ukuran butir antara 5-40

mm. Besar butir maksimum yang diizinkan tergantung pada maksud

pemakaian.

12

c. Baja

Baja untuk beton prategang terdiri dari:

Kawat baja

Kawat baja disediakan dalam bentuk gulungan, kawat dipotong dengan

panjang tertentu dan dipasang di pabrik atau lapangan. Baja harus bebas

dari lemak untuk menjamin rekatan antara beton dengan Baja prategang.

Untaian kawat (strand)

Kekuatan batas strand ada 2 jenis yaitu 1720 MPa dan 1860 MPa, yang

lazim dipakai adalah strand dengan 7 kawat.

Gambar 1. Strand 7 kawat

Tabel 1. Spesifikasi strand 7 kawat

Ø Nominal (mm) Luas Nominal mm2 Kuat Putus (kN)6,35 23,22 407,94 37,42 64,59,53 51,61 8911,11 69,68 120,112,70 92,9 160,115,24 139,35 240,2

Batang Baja

Batang baja yang digunakan untuk beton prategang disyaratkan pada

ASTM A 322, kekuatan batas minimum adalah 1000 MPa. Modulus

elastisitas 1,72 105 – 1,93.105 MPa.

13

4. Konsep Dasar Beton Prategang

a. Sistem Prategang untuk mengubah beton menjadi bahan yang elastis

Eugene Freyssinet memvisualisasikan beton prategang pada dasarnya

adalah beton yang ditransformasikan dari bahan yang getas menjadi

elastis dengan memberikan desakan pada bahan tersebut. Konsep ini

melahirkan “tidak ada tekanan tarik” pada beton sehingga beton tidak

retak.

Penyelesain menjadi sedikit rumit apabila tendon ditempatkan secara

eksentris terhadap titik berat penampang beton. Akibat gaya prategang

yang eksentris, beton dibebani oleh momen dan beban langsung.

Gambar 2. Distribusi tegangan sepanjang penampang beton prategang konsentris

14

Bila tendon dilengkungkan, bagian kanan atau kiri dari batang sebagai

benda bebas untuk menilai besarnya gaya pengaruh prategang.

Keseimbangan gaya – gaya horisontal menunjukan tekanan pada beton

menyamai besernya gaya prategang pada baja.

Gambar 3. Distribusi tegangan sepanjang penampang beton prategang eksentris

Gambar 4. Pengaruh gaya prategang

15

b. Sistem prategang untuk kombinasi baja mutu-tinggi dengan beton.

Konsep ini mempertimbangkan beton prategang sebagai kombinasi dari

baja dan beton, seperti pada beton bertulang dimana baja menahan

tarikan dan beton menahan tekan dengan demikian kedua bahan

membentuk kopel penahan untuk melawan momen eksternal.

P P

tendon C C

T T

Bagian balok prategang Bagian balok beton bertulang

c. Sistem prategang untuk mencapai kesetimbangan beban

Konsep ini menggunakan prategang sebagai suatu usaha untuk membuat

seimbang gaya-gaya pada suatu batang.

h

l

wb

Gambar 5. Momen penahan internal pada balok beton prategang dan beton bertulang

Gambar 6. Balok prategang dengan tendon parabola

16

5. Metode pemberian tegangan

a. Pretensioned Prestressed Concrete

Metode dengan cara tendon ditegangkan dengan pertolongan alat

pembantu sebelum dicor atau sebelum beton mengeras dan gaya

prategang dipertahankan sampai beton cukup keras. Gaya prategang

akan ditransfer kebeton melalui panjang transmisi tertentu yang

tergantung kondisi permukaan serta profil penampang baja, diameter dan

kekuatan beton. Keuntunganya metode ini adalah daya lekat yang bagus

dan kuat terjadi antara baja tegangan dan beton pada seluruh panjangnya

dan baik jika produk dalam jumlah besar.

b. Pretensioned Postressed Concrete

Metode dengan cara mengecor beton terlebih dahulu dan dibiarkan

mengeras sebelum diberi gaya tegangan. Baja dapat ditempatkan dalam

posisi dudukan besi yang sesuai dengan koordinat yang telah ditentukan,

lalu dicor dalam beton, lekatan dihindarkan dengan menyelubungi baja

dengan membuat saluran untuk tempat kabel. Setelah kekuatan beton

tercapai maka baja ditegangkan diujung – ujungnya dan dijangkar.

Metode ini dibagi menjadi 2 yaitu Bonded tendons dan non-bonded

tendons.

17

B. Beton Serat

Beton serat merupakan campuran beton ditambah serat, umumnya berupa

batang– batang dengan ukuran 5 – 500 µm (mikro meter), dan panjang sekitar

25 mm. Bahan serat dapat berupa serat asbes, serat tumbuh – tumbuhan

(bambu, ijuk), serat plastik (polypropylene), atau potongan kawat baja.

Kelemahannya sulit dikerjakan, namun lebih banyak kelebihannya, antara lain

kemungkinan terjadi segregasi kecil, daktail, dan tahan benturan (Mulyono,

2004). Maksud utama dari penambahan serat ini adalah untuk menambah kuat

tarik beton. Pemberian serat tidak banyak menambah kuat tekan beton namun

hanya menambah daktilitasnya saja (Tjokrodimulyo,1996).

Menurut ACI Committee 544, beton serat didefinisikan sebagai beton yang

terbuat dari campuran semen, agregat kasar, agregat halus, serta sejumlah kecil

serat. Penambahan serat dimaksudkan untuk memberi tulangan serat pada

beton, yang disebarkan secara acak untuk mencegah retak-retak yag terjadi

akibat pembebanan.

Penambahan serat pada adukan beton memperbaiki sifat-sifat struktural beton.

Serat-serat di dalam beton akan bersifat mekanis sehingga tidak akan bereaksi

secara kimiawi dengan bahan beton lainnya. Serat membantu mengikat dan

menyatukan campuran beton setelah terjadinya pengikatan awal dengan

semen.

Mekanisme perkuatan serat adalah meliputi adanya transfer tegangan dari

matrik ke serat melalui geser antar permukaan atau melalui ikatan yang terjadi

dengan adanya permukaan serat yang diberi bentuk tertentu. Dengan adanya

18

bentuk tertentu pada permukan serat akan terjadi saling mengikat antara serat

dan matrik. Selanjutnya tegangan tersebut dipikul oleh serat dan matrik sampai

matrik retak kemudian total teganagn ditransfer seluruhnya ke serat sampai

serat tercabut (pull out).

Sifat – sifat mekanika beton serat dipengaruhi oleh tipe/jenis serat, rasio

panjang serat terhadap diameter serat (aspect ratio), ukuran, bentuk, jumlah

total serat (prosentase serat terhadap volume beton), kekuatan matrik, metode

persiapan contoh uji dan ukuran agregat (ACI Committee 544, 1988).

Gambar 7. Karakteristik beban lentur – lendutan beton serat baja dengan tipe

serat yang berbeda (Soroushian & Bayasi, 1991)

19

Beberapa sifat dan perilaku beton yang dapat diperbaiki setelah penambahan

serat antara lain :

1. Daktilitas

Penambahan serat ke dalam adukan beton dapat mengatasi masalah beton

yang bersifat getas (brittle) menjadi lebih daktail. Energi yang diserap oleh

beton serat untuk mencapai keruntuhan lebih besar dibandingkan dengan

energy yang diserap oleh beton biasa, baik akibat beban tekan maupun

akinbat beban lentur. Jumlah energi yang diserap oleh beton erat

hubungannya dengan luas daerah di bawah kurva tegangan regangan seperti

terlihat pada Gambar 8.

Perbaikan sifat ini sangat menguntungkan untuk struktur beton bertulang

tahan gempa dan struktur tahan ledakan karena dapat menyerap energy

Gambar 8. Perbaikan daktilitas beton serat (Soroushian & Bayasi, 1987)

20

yang masuk melalui deformasi yang besar tanpa keruntuhan (Soroushian &

Bayasi, 1987).

2. Kekuatan lentur dan tarik.

Sifat kuat tarik yang rendah pada beton dapat diperbaiki dengan

penambahan serat ke dalam adukan. Gambar 9 dan 10 memperlihatkan

pengaruh serat pada beton dari pengujian tarik langsung dan pengujian

lentur. Dari gambar tersebut terlihat bahwa dengan adanya serat dalam

beton dapat memperbaiki daktilitas beton.

Gambar 9. Perbaikan Kuat Tarik Beton Serat (Soroushian &

Bayasi, 1987)

21

3. Ketahanan kejut (impact resistance)

Beton biasa sangat lemah dalam menerima beban kejut. Penambahan serat

ke dalam adukan beton dapat meningkatkan ketahanan kejut beton dengan

sangat memuaskan. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 11, dimana

ketahanan kejut pada beton biasa jauh lebih rendah bila dibandingkan

dengan beton serat. Kemampuan menyerap energi sampai terjadi retak

pada beton serat sangat besar. Peningkatan ketahanan kejut sangat

menguntungkan untuk perkerasan lapangan terbang dan struktur

pelindung (Soroushian & Bayasi, 1987)

Gambar 10. Perbaikan Kuat Lentur Beton Serat (Soroushian & Bayasi, 1987)

22

4. Ketahanan terhadap kelelahan (fatigue life)

Penambahan volume fraksi serat pada adukan beton dapat

meningkatkan ketahanan terhadap kelelahan, mengurangi lebar retak, dan

lendutan yang terjadi akibat pembebanan kelelahan (fatigue). Perbaikan

Gambar 11. Perbaikan Ketahanan Kejut Beton Serat (Soroushian & Bayasi, 1987)

23

sifat ini mendorong pemakaian beton serat untuk aplikasi perkerasan dan

jembatan. Penggunaan beton serat dapat mereduksi tebal perkerasan

beton biasa sampai 50% (ACI Committee 544, 1982).

5. Penyusutan (shrinkage)

Keretakan pads beton dapat juga terjadi akibat penahanan terhadap

penyusutan bebas yang disebabkan oleh kontinuitas struktur, baja tulangan

dan gradien kebasahan dalam beton. Dengan adanya serat dalam beton

dapat mengurangi penyusutan dan membatasi retak-retak penyusutan,

seperti yang terlihat pada Gambar 12.

24

Beberapa hal yang harus diperhatikan pada beton serat baja yaitu:

a. Terjadinya korosi pada serat jika tidak terlindung dengan baik oleh beton.

b. Masalah workability yang menyangkut kemudahan dalam proses

pengerjaan. Penambahan serat baja ke dalam adukan beton akan

menurunkan kelecakan. Makin tinggi volume fraksi dan aspect ratio serat

ke dalam adukan beton maka kelecakan semakin menurun. Hal ini dapat

dilihat pada Gambar 13.

Pengukuran kelecakan adukan serat dengan pengujian slump akan

menghasilkan nilai slump yang rendah sehingga pengujian slump bukan

merupakan ukuran kelecakan yang baik untuk beton serat. Nilai slump

Gambar 12. Susut pengeringan beton serat dan beton biasa

(Soroushian & Bayasi, 1987)

Gambar 13. Pengaruh volume fraksi serat (Vf) dan aspect ratio (lf/df) serat terhadap

kelecakan (Soroushian & Bayasi, 1987)

25

sebesar 2 cm pada adukan beton serat masih dapat dikerjakan. Alat ukur

kelecakan lainnya yang lebih efektif digunakan untuk adukan beton serat

adalah Inverted Slump Cone Test Equipment dan VB-test Apparatus yang

prinsip kerjanya mengukur waktu yang diperlukan (dalam detik) untuk

meluluhkan adukan beton dengan metode penggetaran. Kelecakan beton

serat yang baik bila VB-time nya sebesar 5-25 detik (ACI Committee 544,

1984)

c. Masalah mix design untuk memperoleh mutu tertentu dengan kelecakan

yang memadai untuk itu perlu diteliti.

d. Terjadinya balling effect yaitu serat menggumpal seperti bola dan tidak

menyebar secara merata pada saat pencampuran sehingga perlu diusahakan

cara penyebaran serat baja secara merata pada adukan.

C. Aplikasi Konsep beton serat

Sebagian besar aplikasi beton serat baja digunakan pada pelat (slab), bridge

deck, perkerasan lapangan terbang perkerasan lapangan parkir, bantalan rel

kereta api, gelagar pada jembatan, balok dan kolm struktur. Dalam aplikasi –

aplikasi tersebut, pekerjaan beton serat dibagi menjadi dua kategori yaitu :

overlay dan perkerasan baru.

Penggunaan beton serat untuk beberapa aplikasi pelat dan lantai seperti lantai

gudang di Burnassum Project, Holland: proyek lantai untuk alat – alat berat

(gudang) di Kidston Gold Mine, Australia dan sebagainya pada umumnya

menunjukkan bahwa pemakaian beton serat untuk aplikasi - aplikasi tersebut

memberikan lebih banyak keuntungan daripada pemakaian beton biasa antara

26

lain : dapat mengurangi retak yang terjadi kecuali pada konstruksi

sambungannya, dapat mengurangi tebal perkerasan, lebih ekonomis, dapat

digunakan pada lantai dengan beban – beban yang berat dan memberikan

ketahanan yang lebih baik terhadap kerusakan yang diakibatkan roda alat –

alat berat, pelaksanaan proyek dapat diselesaikan lebih cepat dan dapat

mengurangi penggunaan baja tulangan tarik pada pelat dengan menggunakan

system sambungan yang baik. (ACI Committee 544, 1988).

Beton serat pada umumnya direncanakan terhadap kekuatan lentur statik

selama umur konstruksi. Grafik – grafik perencanaan hanya mengambil

perbaikan dalam ketahanan terhadap beton serat baja saja dan jarang

diarahkan pada spesifikasi dan prosedur perencanaan juga factor penting yang

lain seperti penyusutan (shrinkage) dan ketahanan terhadap beban kejut.

D. Serat (Fiber)

Berbagai macam serat telah diteliti sebagai bahan campuran adukan beton

seperti serat baja, serat gelas, serat karbon, serat polimer, serat asbes dan serat

dari bahan alami.

Bermacam-macam serat direkomendasikan sebagai perkuatan beton, ACI

Committee 544 mengklasifikasikan tipe serat secara umum menjadi empat

yaitu:

1. SRFC (Steel Fiber Reinforced Concrete).

2. GFRC (Glass Fiber Reinforced Concrete).

3. SNFRC (Synthetic Fiber Reinforced Concrete).

4. NFRC (Natural Fiber Reinforced Concrete).

27

Tabel 2. Spesifikasi serat-serat yang sering digunakan.

Fiber Types Specific Gravity

Tensile Strength

(Ksi)

Young’s Modulus 103 Ksi

(%)

Elangition at Failure

(%)

Common Diametres

(inch)

Common Length (inch)

1 2 3 4 5 6 7

Steel 7,86 100 – 300 30 Up to 300,0005 –

0,04 0,5 – 1,5

Glass 2,7 Up to 180 11 3,50,004 – 0,0,3 0,5 – 1,5

Polypropylene 0,91 Up to 100 0,14 – 1,2 2,5 Up to 0,1 0,5 – 1,5

Carbon 1,60 Up to 100 7,2 1,40,0004 – 0,0008 0,02 – 1,5

Sumber . Soroushian, 1987.

Serat Kaca memiliki kuat tarik yang relatif tinggi, kepadatan rendah dan

modulus elastisitas tinggi. Kelemahan serat kaca adalah mudah rusak akibat

alkali yang terkandung di dalam semen dan mempunyai harga beli yang lebih

tinggi bila dibandingkan serat lainnya (Soroushian & Bayasi, 1987).

Serat Polimer telah diproduksi sebagai hasil dari penelitian dan

pengembanagan industri petrokimia dan tekstil. Serat polimer termasuk

aramid, acrylic, nylon dan polypropylene mempunyai kekuatan tarik yang

tinggi tetapi modulus elastisitas rendah, daya lekat dengan matrik semen yang

rendah, mudah terbakar dan titik leleh nya rendah.

Serat karbon sebenarnya sangat potensial untuk memenuhi kebutuhan tarik

yang tinggi dan kuat lentur yang tinggi. Serat karbon memiliki modulus

elastisitas yang sama bahkan dua hingga tiga kali lebih kuat dari baja, sangat

ringan dengan berat jenis 1,9. Namun penyebaran serat karbon dalam matrik

semen lebih sulit bila dibandingkan dengan serat lainnya.

28

Serat natural atau NFRC (Natural Fiber Reinforced Concrete) masih sedikit

dimanfaatkan, karena penelitian yang dilakukan masih jarang dan belum

adanya publikasi. “Bambu” adalah salah satu serat alam yang baik digunakan.

E. Serat Bambu

Bambu merupakan tanaman ordo Bamboooidae yang pertumbuhnya cepat dan

dapat dipanen pada umur sekitar 3 tahun. Pada masa pertumbuhan bambu

dapat tumbuh vertikal 5 cm perjam atau 120 cm perhari (Morisco, 1996)

menyatakan, adanya serabut sklerenkin di dalam batang bambu yang

menyebabkan bambu mempunyai kekuatan dan dapat digunakan untuk

keperluan bahan bangunan. Kekuatan bambu umumnya dipengaruhi oleh

jumlah serat sklerenkin dan selulosa didalam bambu. Kekuatan bambu di

bagian luar jauh lebih tinggi dibandingkan bambu bagian dalam.

1. Anatomi Bambu

Sifat dari batang bambu ditentukan oleh struktur anatominya. Batang

bambu terdiri atas nodia dan internodia. Pada internodia, sel-sel

berorientasi pada arah aksial, sedangkan pada nodia sel-sel melintang pada

tiap sambungannya. Bagian luar batang dibentuk oleh dua lapisan sel

epidermis, bagian dalamnya lebih tebal dan sangat tinggi kadar lignin-nya.

Permukaan sel yang paling luar dilindungi oleh lapisan selaput berupa

lapisan lilin. Disamping itu, bagian dalam batang terdiri dari sel-sel

sclerencyma. Perbedaan anatomi ini akan mempengaruhi kekuatan bambu

sesuai dengan jenisnya masing-masing

29

Beberapa hal yang cukup penting berkaitan dengan sifat anatomi bambu

antar lain adalah :

a. Panjang Serat

Dari pengujian yang dilakukan pada bambu berumur tiga tahun,

diketahui bahwa panjang serat bervariasi antara 2,631-4,279 mm.

Panjang serat minimum diperoleh dari bambu betung bagian ujung,

panjang serat maksimum diperoleh dari bambu Betung bagian pangkal.

Sedangkan panjang rata-rata dari jenis spesies tersebut adalah 3,384 mm.

dari bambu Legi bagian ujung, sedang presentasi serat sklerenkim rata-

rata tersebut adalah 46,13 %

b. Jumlah Berkas Pembuluh

Dari pengujian yang dilakukan pada bambu berumur tiga tahun,

diketahui bahwa jumlah berkas pembuluh bervariasi 201,19-369,20/cm2.

Jumlah berkas pembuluh minimum diperoleh dari bambu Betung bagian

pangkal, jumlah berkas pembuluh maksimum diperoleh dari bambu

wuluh bagian ujung, seang jumlah berkas rata-rata adalah 279,66/cm2.

c. Kandungan Silika

Dari pengujian yang dilakukan pada bambu berumur tiga tahun,

diketahui bahwa kandungan silika kisarannya cukup lebar. Kandungn

silika ini sangat berpengaruh pada tingkat kekuatan bambu.

2. Sifat Fisika Bambu

Bambu sebagai salah satu komponen bahan bangunan, sangat rentan

terhadap perubahan bentuk/ deformasi. Perubahan ini antara lain

30

disebabkan oleh temperatur dan kelembaban, sehingga mengakibatkan

terjadinya sifat kembang dan susut pada bambu. Beberapa peneliti telah

melakukan pengukuran kadar air bambu Apus, bambu ori, dan bambu

Betung. Spesimen diambil dari pangkal, tengah dan ujung.

Triwiyono dan Marisco (2000) juga melakukan pengukuran kadar air serta

berat jenis bambu, khususnya bambu Betung. Pengukuran kadar air bambu

basah dilakukan sehari setelah penebangan, sedangkan pengukuran kadar

air bambu kering dilakukan setelah bambu dikering udarakan selama satu

setengah bulan.

Tabel 3. Kadar air dan berat jenis bambu Betung

Posisi NomorBambu Basah

Berat Kering Udara

Kadar air (%)

Berat Jenis Kadar Air (%)

Berat Jenis

Pangkal123

Rata-rata

38,61034,25635,36136,076

0,6340,6800.6030,639

5,3814,3905,9095,227

0,6460,6630,6820,664

Tengah123

Rata-rata

41,12936,40235,96537,832

0,6950,7010,7120,703

6,2506,9266,8596,678

0,7110,7020,7690,727

31

Ujung123

Rata-rata

38,69936,07835,51736,765

0,7540,7120,6860,717

6,0348,7566,8187,203

0,7630,6970,8200,760

Sumber : Triwiyono dan Marisco,2000

3. Sifat Mekanika Bambu

Keragaman spesies dan habitat bambu berimplikasi pada perbedaan sifat

penampangnya. Konsekuensinya, beberapa parameter yang mempengaruhi

sifat mekanikanya perlu diidentifikasi dan diuji. Sifat mekanika bambu

meliputi: kuat lentur (bending), kuat tekan (compression), kuat geser

(shear), kuat tarik (tension), puntir (torsion), elastisitas (elasticity),

pemuaian panas (thermal expansion) dan lain-lain.

Beberapa penelitian menurut para ahli tentang sifat mekanik bambu

diantaranya

a) Penelitian Janssen

Janssen (1980) mulai melakukan penelitian sifat mekanik bambu pada tahun

1974, khususnya yang berkaitan dengan sambungan kuda-kuda untuk

keperluan gedung sekolah dan bengkel.  Penelitian ini dilakukan untuk

memenuhi permintaan  bantuan suatu Negara berkembang.  Sebagai acuan

awal untuk penelitian ini adalah berkas-berkas yang dibuat oleh kerajaan

tentara Belanda tahun 1880-an.

Berbagai pengujian telah dilakukan oleh Janssen di Laboratorium untuk

mengetahui kekuatan bambu terhadap tarik, tekan, lentur dan geser dengan

pembebanan jangka panjang dan jangka pendek.  Dalam penelitian ini

dipakai bambu dengan spesies  Bambusa blumeanaberumur 3 tahun.  Hasil

penelitian menunjukkan bahwa kekuatan bambu sangat dipengaruhi oleh

32

kelembaban bahan.  Lebih lanjut dilaporkan bahwa kekuatan lentur rata-rata

adalah sebesar 84 MPa, modulus elastisitas sebesar 20.000 MPa. Kekuatan

geser rata-rata cukup rendah yaitu 2,25 MPa pada pembebanan jangka

pendek dan 1 MPa pada pembebanan jangka panjang (6 – 12 bulan).  Dalam

laporan juga dinyatakan bahwa kekuatan tarik sejajar serat cukup tinggi,

yaitu 200 – 300 MPa.

b) Penelitian Morisco

Penelitian tentang bambu juga dilakukan oleh Morisco pada tahun 1994 –

1999.  Penelitian ini didorong oleh kenyataan bahwa kuat tarik bambu

sangat tinggi, sedangkan dalam praktek kekuatan ini belum dimanfaatkan

karena belum adanya metode penyambungan bambu yang dapat

menghasilkan sambungan dengan kekuatan yang memadai.  Penelitian

dilakukan secara eksperimental, diawali dengan pengujian sifat mekanik

bambu pada beberapa macam keadaan.

Untuk membandingkan kuat tarik bambu dan baja struktur, maka telah diuji

kuat bambu ori dan bambu Betung.  Spesimen bambu betung dibuat dari

bahan sekitar kulit, sedangkan bambu Betung dibuat sampai bagian dalam

(utuh).  Semua specimen dibuat dari bagian bambu tanpa buku.  Sebagai

pembanding dipakai baja beton dengan tegangan leleh sebesar 240 MPa,

yang mewakili baja beton yang terdapat dipasaran.  Pengujian memakai

universal testing machine merek United, dengan kapasitas 136 KN.  Mesin

uji dilengkapi dengan computer yang dapat memberikan keluaran berupa

33

diagram tegangan regangan lewat plotter/printer.  Operasi mesin uji secara

load control.

Gambar 14. Diagram tegangan regangan bambu

Pada gambar tersebut dapat dilihat bahwa kekuatan bambu betung cukup

tinggi yaitu hampir mencapai 500 MPa atau 5000 Kg/cm2, atau sekitar 2

kali tegangan leleh baja, sedangkan kuat tarik rata-rata bambu

Petung/Betung juga lebih tinggi dari tegangan leleh baja.  Hanya satu

spesimen yang mempunyai kuat tarik lebih rendah dari tegangan leleh baja.

Dalam penelitian ini juga dilakukan pengujian spesimen untuk mengetahui

perbedaan kekuatan bambu dari bagian luar dan bagian dalam.  Dalam

pembuatan spesimen, bambu dibelah tangensial sehingga tebalnya kira-kira

½ dari bambu utuh (seperti gambar di bawah ini).  Bagian sisi yang ada

kulitnya mewakili bambu bagian luar, sedangkan sisanya mewakili bambu

bagian dalam.  Masing-masing bagian dijadikan specimen untuk diuji

34

kekuatannya.  Dari tabel tampak bahwa bambu bagian luar mempunyai

kekuatan jauh lebih tinggi daripada bambu bagian dalam.  Kekuatan tinggi

ini diperoleh dari kulit bambu yang terdiri dari unsur silika. Seperti pada

Gambar 15.

Gambar 15. Pengambilan Spesimen Bambu

Dalam praktek pada batang struktur dari bambu selalu terdapat buku-buku. 

Mengingat struktur harus dirancang berdasarkan bagian yang lemah, maka

pengujian sifat mekanika yang ditujukan untuk membedakan kuat tarik

sejajar sumbu batang tanpa buku maupun dengan buku telah dilakukan. 

Tampak pada Tabel 4 bahwa bambu tanpa buku lebih kuat daripada dengan

buku.

Tabel 4. Kuat tarik bambu tanpa buku kering oven

Jenis Bambu Kuat Tarik Bagian Dalam (MPa)

Kuat Tarik Bagian Luar (MPa)

Ori 164 417Betung 97 285Hitam 69 237Tutul 146 286

Tabel 5. Kuat tarik rata-rata bambu kering oven

Jenis Bambu Kuat Tarik Tanpa Buku (MPa)

Kuat Tarik dengan Buku (MPa)

Ori 291 128Betung 190 116Hitam 166 147Legi 288 126Tutul 216 74Galah 253 124

35

Tali 151 55

4. Jenis Bambu

Dari 1500 jenis bambu di dunia, 170 (11%) diantaranya berasal dari

Indonesia. Bisa dibayangkan banyaknya varietas bambu yang ada di negeri

ini. Tak heran jika orang tua kita memakai bambu dalam kehidupan mereka

sehari-hari, tak terkecuali sebagai bahan bangunan.

Untuk mendapatkan bambu yang kuat dan tahan lama, selain diperhatikan

jenisnya, bambu pun harus dipilih yang sudah tua (3-5 tahun). Sebelum

dipakai bambu diawetkan terlebih dahulu agar tahan lama, baru kemudian

dirangkai dengan teknik yang sesuai dengan karakteristik bambu.

Dari 170 jenis bambu asli Indonesia, hanya ada tiga jenis bambu yang

direkomendasikan untuk digunakan sebagai konstruksi bangunan, yaitu

bambu ori, bambu betung dan bambu tali. Sedangkan beberapa jenis

lainnya, seperti bambu hitam, dapat digunakan sebagai elemen pelengkap

dan dekorasi.

a. Bambu Ori (Dendrocalamus Asper)

Merupakan bambu yang amat kuat dan tergolong besar dengan diameter

10-15 cm. Bambu Betung punya jarak ruas yang pendek dan dinding

tebal serta bisa tunbuh sangat tinggi hingga 10-20 meter. Kuat tarik

bambu ini sebesar 417 MPa (Subyakto, 2009). Bambu jenis ini biasanya

digunakan sebagai struktur utama bangunan, yaitu kolom dan balok.

36

b. Bambu Betung

Bambu ini memiliki diameter 10 cm dan berwarna hijau kekuningan.

Bambu ini bisa tumbuh hingga mencapai 20 meter, panjang ruas 40-60

cm, diameter 8-12 cm, dan tebal dinding sampai 20 mm. kuat tarik

bambu petung mencapai 285 MPa.

Gambar 17. Bambu Betung

c. Bambu Tali

Bambu Tali merupakan bambu yang amat liat dengan diameter 6-8 cm

dengan jarak aantar ruas sampai dengan 65 cm. Panjang batang

maksimal bambu Tali berkisar antara 6-13 meter. Bambu ini dapat

digunakan sebagai gording pada konstruksi atap bambu. Kuat tarik

bambu tali mencapai 151 MPa.

Gambar 16. Bambu Ori

37

Gambar 18. Bambu tali

d. Bambu Hitam (Gigantochloa Atroviolacea)

Dinamakan juga bambu Wuluh. Bambu ini mempunyai panjang ruas

yang sama dengan bambu Tali, hanya saja dindingnya tebal, hingga 2

cm. Bambu Hitam berdiameter antara 4-10 cm dengan panjang 7-18

meter.

Gambar 19. Bambu Hitam

5. Keunggulan Bambu

Rumah-rumah tradisional di Indonesia banyak yang menggunakan bambu

sebagai bahan utamanya. Itu kareana nenek moyang kita tahu bahwa selain

mudah didapat dan murah, bambu juga merupakan material dengan banyak

keunggulan. Yaitu diantaranya:

38

a. Kuat

Jika menggunakan jenis bambu yang tepat, bangunan dari bambu dapat

bertahan sampai 50 tahun lebih. Ini bisa dilihat dari rumah-rumah

tradisional yang masih dapat ditemuai. Rumah-rumah tradisional tersebut

menggunakan bambu-bambu terbaik dengan teknik pemasangan yang

masih digunakan sampai saat ini.

Bambu yang sudah dewasa (berumur 3-5 tahun) mempunyai kekuatan tarik

hingga 480 MPa. Ini lebih tinggi daripada kuat tarik baja yang hanya 370

MPa. Bambu juga mampu menahan gaya tarik sebesar 12.000 kg/m2.

Dengan kekuatan seperti ini kemampuan bambu tidak perlu diragukan lagi.

b. Lentur

Bambu merupakan bahan yang elastis sehingga dapat menjadi material

untuk rumah tahan gempa. Tingkat kelenturannya tinggi, sebab bambu

merupakan maretial yang ringan dan sistem rangkanya bekerja sebagai

engsel. Semua batang dapat bekerja sedikit tanpa mempengaruhi kestabilan

konstruksi. Kelenturan ini terdapat pada pasak, kuncian dan serta ikatan

antar batang bambu. Bahan bangunan bambu serta stukturnyapun dapat

berubah-ubah bentuknya. Fleksibilitas inilah yang membuat bangunan

bambu dapat bergerak mengikuti guncangan gempa. Karena itu, sistem

rangka bambu dapat diterapkan untuk rumah atau bangunan didaerah rawan

gempa.

c. Ramah Lingkungan

39

Sebagai material alami yang dapat diperbaharui selama 3-5 tahun, bambu

bisa dikatakan ramah lingkungan. Ini berdasarkan standar yang ditetapakan

para ahli yaitu, suatu material bisa dikatakan ramah lingkungan jika dapat

diperbaharui maksimal setiap 6 tahun. Keunggulan inilah yang tidak

tersaingi oleh material lainya.

6. Kelemahan Bambu

Sebagai material alami, tentunya bambu memiliki beberapa kelemahan

yang kadang mendatangkan kendala. Namun, para ahli tentunya sudah

melakukan berbagai macam penelitian untuk mengatasinya. Berikut

beberapa kelemahan bambu.

a. Tidak tahan air, terutama air hujan

Untuk bambu yang digunakan pada bidang eksterior, pakailah bambu jenis

terbaik yang kering dan telah melalui proses pengawetan.

b. Sambungan sulit

Meskipun fungsinya hampir serupa dengan kayu, beberapa perbedaan agak

mempersulit penggunaan bambu sebagai struktur bangunan. Salah satunya

adalah bentuknya yang menyerupai pipa sehingga menjadi kendala dalam

pembuatan sambungan antar bambu terutama pada sambungan.

c. Bentuknya kaku

d. Rawan bubuk

e. Mudah lapuk dan ditumbuhi jamur

40

F. Kehilangan Gaya Prategang

Besarnya gaya prategang sebenarnya yang ada dalam suatu balok beton

prategang tidak dapat diukur dengan mudah. Gaya total pada tendon pada saat

penarikan dapat ditentukan dengan pressure gage pada dongkrak. Bermacam-

macam kehilangan gaya prategang akan menurunkan gaya prategang menjadi

harga yang lebih rendah, sehingga beban yang dipikul balok prategang

menjadi lebih rendah pula. Selisih antara gaya prategang akhir dengan gaya

prategang awal dinamakan “kehilangan prategang”. Jenis-jenis Kehilangan

Prategang

1. Perpendekan elastis beton

Ketika gaya prategang disalurkan ke beton, maka beton akan menerima

tekanan dan memendek sehingga terjadi pengenduran pada tendon.

Regangan tekan pada beton akibat prategang harus sama dengan

pengurangan regangan pada baja:

ε c= ∆ εs

f c

Ec =

∆ f s

E s

∆ f s= Es f c

Ec = nf c

Keterangan:

fc = tegangan pada beton setelah penyaluran tegangan dari tendon

berlangsung.

∆ f s = tegangan tendon awal fsi dikurangi dengan tegangan tendon

setelah penyaluran fs

41

∆ f s= fsi – fs = nf c .....................................................................................( 1 )

Apabila Po adalah gaya awal tendon dan Pf adalah gaya sesudahnya maka :

Po – Pf = nP f

Ac Aps

Po = nP f

Ac Aps + Pf

Po = Pf ( n A ps

Ac

+1) = P f

Ac(n Aps+ Ac)

Po = f c (n A ps+ Ac)

f c= Po

Ac+nA ps diperkirakan sama dengan

Po

Ag

Sehingga: ∆ f s= nf c = n Po

A g....................................................( 2 )

Untuk beban eksentris, fc = Po

Ag±

Po . e . y

I±

M . yI

Mg = momen gelagar

Berhubung tegangan yang dihitung adalah tegangan pada pusat tendon

maka nilai y = e

2. Rangkak dalam beton

Rangkak merupakan deformasi yang terjadi pada beton dalam keadaan

tertekan akibat beban mati permanen. Kehilangan tegangan pada tendon

akibat rangkak pada beton sebesar:

∆ f s = Ct n fc ....................................................................................( 3 )

Keterangan :

Ct = 2 untuk struktur pre tension

42

Ct = 1,6 untuk struktur post tension

fc = tegangan pada beton yang melekat pada titik berat tendon akibat

gaya prategang awal.

3. Susut dalam beton

Susut adalah perubahan volume dalam beton

ε s h= 8,2.10-6 (1- 0,06 VS

)(100-RH) ....................................................( 4 )

Keterangan :

V = volume beton (dalam inch)

S = luas permukaan beton

RH = kelembaban relatif udara

∆ f s = K s h ε s h E s

K s h= factor susut yang tergantung waktu

K sh= 1 untuk prategang pretension

ε s h = regangan susut dalam beton

Tabel 6. Nilai K_sh untuk komponen struktur post tension

Selisih waktu antara pengecoran dengan prategangan

1 3 5 7 10 20 30 60

K s h 0,92

0,85

0,80

0,77

0,73

0,64

0,58

0,45

4. Relaksasi dari tegangan baja

Relaksasi diartikan sebagai kehilangan dari tegangan tendon secara

perlahan seiring dengan waktu dan besarnya gaya prategang yang diberikan

dibawah regangan yang hampir konstan

43

Basarnya kehilangan tegangan pada baja akibat relaksasi baja prategang

dapat dihitung dengan rumus:

∆fre = [Kre – J(∆fSH+∆fcR + ∆fES)]C ....................................................( 5 )

Keterangan :

∆fre = kehilangan tegangan akibat relaksasi baja prategang

Kre = Koefisien relaksasi yang harganya berkisar 41- 138 MPa

J = Faktor waktu yang harganya berkisar antara 0,05-0,15

C = Faktor relaksasi yang besarnya tergantung pada jenis tendon

∆fSH = Kehilangan tegangan akibat susut

∆fcR = Kehilangan tegangan akibat rangkak

∆fES = Kehilangan tegangan akibat perpendekan elastic beton

5. Gesekan

Kehilangan ini terjadi akibat gesekan antara tendon dengan bahan

sekitarnya (selubung tendon). Kehilangan ini langsung dapat diatasi dari

penarikan tendon pada jack.

L μ Px α

Ps Px

α

Ps = Px e(μα+KL) ....................................................................................( 6 )

Keterangan :

44

K = koefisien panjang, sesuai dengan tipe tendon

Px = Prategang awal

μ = koefisien gesek

6. Slip angkur

Slip angkur terjadi pada saat tendon dilepas setelah mengalami penarikan

dan prategang dialihkan ke angkur. Tendon dapat tergelincir sedikit.

Besarnya slip sekitar 2,5 mm

ε s= ∆ aL

∆ f s= ε s Es

∆ f s=∆ aL

Es .....................................................................................( 7 )

Tabel 7. Persentase rata-rata kehilangan prategang

No Kehilangan Prategang Pretension (%)

Post Tension (%)

1 Perpendekan elastis beton 4 12 Rangkak pada beton 6 53 Susut beton 7 64 Relaksasi baja 8 8

25 20

G. Tata Letak Tendon Prategang

Tegangan tarik pada serat beton yang terluar dari garis netral akibat beban

layan tidak boleh melampaui nilai maksimum yang diizinkan oleh peraturan

yang ada seperti pada SNI 2847 2002.

Pasal 20.4.2.3. Tegangan tarik serat terluar akibat beban layan ≤ ½ √ f ' c . Oleh

karena itu perlu ditentukan daerah batas pada penampang beton dimana pada

45

daerah tersebut gaya prategang dapat diterapkan pada penampang tanpa

menyebabkan terjadi tegangan tarik pada serat beton.

ya

e yb

fca = - PAc

+ P . e . ya

I

Keterangan :

fca = tegangan pada serat atas

e = eksentrisitas tendon prategang

Ac = luas penampang beton

I = momen inersia penampang beton

P = gaya prategang

r = √ IAc

r = jari-jari inersia

I = r2.Ac

fca = - PAc

+ P . e . ya

I = -

PAc

+ P . e . ya

r2 Ac

= PAc

(−1+e . ya

r 2 )................................( 8 )

Agar tidak terjadi tegangan tarik pada serat atas maka fca = 0

(−1+e . ya

r2 ) = 0

r2 = e. ya

e = r2

ya

46

Jadi agar tidak terjadi tegangan tarik pada serat atas maka batas bawah tendon

prategang sebesar :

kb = r2

ya

Tegangan pada serat beton paling bawah

fcb = - PAc

- P . e . yb

I = -

PAc

- P . e . yb

r2 Ac

= PAc

(−1−e . yb

r2 )..........................................( 9 )

Tegangan pada serat beton paling bawah = 0

(−1−e . yb

r2 ) = 0

-e = r2

yb tanda negatip e diatas garis netral

Jadi agar tidak terjadi tegangan tarik pada serat bawah maka batas atas tendon

prategang sebesar :

ka = r2

yb

Untuk penampang persegi dengan tinggi h dan lebar b

r2 = IA

= 1

12bh3

b . h=¿

112

h2

ya = yb = ½ h

maka ka = kb =

112

h2

12

h =

16

h .......................................................................( 10 )

47

ka

kb h

b

Daerah eksentrisitas tendon prategang harus ditempatkan sedemikian rupa

supaya tegangan tarik yang terjadi tidak melebihi tegangan tarik izin beton

sesuai dengan SNI 2847 2002. Apabila MD adalah momen akibat beban mati

dan MT adalah momen akibat beban mati dan beban hidup, maka amin = M D

P i

terjadi pada saat transfer

grs netral C kb

amin eb

eb = amin + kb

amax = MT

Pi terjadi pada saat beban layan (service load)

C ka grs netral amax

eb

eb = amax - ka

Keterangan :

C = gaya tekan

48

H. Desain Penampang Prategang

Untuk desain pendahuluan, tinggi penampang beton prategang biasanya dapat

dipakai pendekatan 70 % dari penampang beton bertulang biasa. Tinggi

penampang beton prategang dapat juga dihitung dengan pendekatan :

h = k√ M ............................................................................................( 11 )

Keterangan :

h = tinggi balok dalam inch

k = koefisien 1,5 – 2

M = momen lentur maksimum kip-ft

Desain Dengan Teori Elastik, penampang beton prategang ditentukan oleh :

1. Momen total yang menentukan terjadinya tegangan akibat beban kerja

2. Momen berat sendiri balok yang menentukan lokasi tendon (eksentrisitas )

dan tegangan yang dialihkan.

Langkah-Langkah Desain: (perbandingan MG/MT kecil (< 20%)

1. Dari penampang disain pendahuluan, tentukan letak tendon (c.g.s)

eb = amin + kb

amin = MG

Fo dengan MG adalah momem akibat berat sendiri; Fo merupakan

gaya inisial

eb – kb = MG

Fo ..................................................................................( 12 )

49

2. Dengan letak c.g.s seperti diatas, hitung gaya prategang efektif F

eb = amax - ka

amax = MT

F dengan MT adalah momem total sendiri; F merupakan gaya

efektif

eb + ka = MT

F

F = M T

eb+ka ............................................................................................( 13 )

3. Hitung Ac yang diperlukan dengan

Fo

Ac

: fb = ya : h

fb = Fo h

Ac y a dan

fa = F h

Ac y b ............................................................................................( 14 )

4. Cek tegangan serat atas dan bawah pada penampang beton.

Tegangan beton sesaat setelah penyaluran gaya prategang adalah:

fb < 0,60f’c, fa<0,25 √ f ' c dan serat tarik pada ujung komponen <0,5 √ f ' c

Tegangan beton pada kondisi beban layan adalah:

fa < 0,45 √ f ' c, fb < 0,5 √ f ' c, nilai tersebut diambil hanya sedikit dibawah

nilai modulus runtuh beton normal yaitu fy = 0,7 √ f ' c .

50

5. Ganti penampang pendahuluan untuk memenuhi persyaratan. Ulangi

langkah 1-4 bila perlu.

51

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang dilakukan merupakan penelitian yang bersifat observasi

dan penelitian eksperimen. Penulis akan melakukan penelitian di laboratorium

untuk mendapatkan data yang konkret. Jumlah benda uji dan ukuran benda uji

dapat dilihat pada Tabel. 8 dan Tabel 9.

Tabel 8. Jumlah dan Kode Benda Uji

% kadar serat pengujian

Polos Serat Bambu

JumlahSampel

Kuat Lentur L.0-A L.1-A

L.1-B

3 Sampel

Tabel 9. Ukuran Benda Uji

Pengujian Jumlah dan Vareabel

Benda Uji

Ukuran Benda Uji

Kuat Lentur 1 balok beton polos

2 balok beton prategang

(120x 250 x 2000) mm3

B. Tempat dan Waktu Penelitian

Lokasi penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan dan Konstruksi,

Fakultas Teknik, Universitas Lampung, Jalan Soemantri Brojonegoro 1

Gedung Meneng Bandar Lampung. Waktu penelitian dilaksanakan setelah

seminar proposal

C. Variabel-variabel

Variabel penelitian yang digunakan ada 2 buah variabel yaitu :

52

1. Variabel bebas

Variabel bebas yang dipakai dalam penelitian ini adalah bahan tambahan

berupa subtitusiserat bambu terhadap kapasitas ultimit beton bertulang.

2. Variabel terikat

Variabel terikat pada penelitian ini adalah kapasitas ultimit beton prategang

untuk waktu pengerasan yang sama yang diperoleh dari hasil pengujian

benda uji pada umur 28 hari.

D. Hipotesis

Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah tentang pemanfaatan serat

bambu betung sebagai bahan tambah untuk pembuatan beton terhadap

kapasitas ultimit beton bertulang. Hipotesis yang ditarik adalah:

Ho: Tidak ada pengaruh perilaku beton prategang pada penggunaan serat

bambu betung terhadap kapasitas ultimit beton prategang pada komposisi

campuran bahan.

Ha: Ada pengaruh perilaku beton prategang pada penggunaan serat bambu

betung terhadap kapasitas ultimit beton prategang pada komposisi

campuran bahan.

E. Bahan

1. Semen

Semen adalah bahan pembentuk beton yang berfungsi sebagai pengikat

butiran agregat dan mengisi ruang antar agregat. Penelitian ini

53

menggunakan semen Portland Type I, dengan merek dagang Holcim, yang

didapatkan dari toko bahan bangunan dengan satuan 50 kg/zak.

2. Agregat Halus

Agregat halus terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap kadar air,

berat berat jenis dan penyerapan, analisa saringan, kadar lumpur dan uji

kandungan zat organik (memenuhi standar ASTM C 33). Agregat halus

yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir yang berasal dari Gunung

Sugih, Lampung Tengah.

3. Agregat Kasar

Agregat kasar terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan terhadap kadar air,

berat jenis dan penyerapan, keausan Los Angeles. Agregat kasar yang

digunakan pada penelitian ini adalah agregat spit dengan ukuran maksimum

20 mm.

4. Air

Air yang digunakan adalah air bersih yang tidak mengandung lumpur,

minyak dan benda-benda merusak lainnya yang dapat dilihat secara visual

serta tidak mengandung garam-garam yang dapat larut dan dapat merusak

beton.

5. Serat

Serat yang digunakan yaitu serat kulit bambu betung dengan dimensi 60

mm x 2 mm x 1 mm ( Sumber: saran penelitian Siti Hasanah 2012).

54

6. Kawat prategang

Baja mutu tinggi yang digunakan strand Ø 12,7 mm, luas nominal 92,9

mm2, fy 1720 MPa dan kuat putus (fpu) 160,1 KN

F. Peralatan

Alat- alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Jangkar Penahan

Jangkar penahan terbuat dari dudukan baja yang dimodifaksi sesuai

kebutuhan. Dua buah jangkar penahan pada bidang garis lurus dengan jarak

7000 mm. Kemudian diberikan dudukan untuk mengikat strand pada saat

pasca tarik.

2. Begisting

Begisting terbuat dari multyplek 12 mm dengan tinggi 250 mm, lebar 200

mm dan panjang 2000 mm. Dihubungkan dengan kayu balok 6/8 cm.

3. Proving Ring

Alat yang digunakan untuk pembacaaan beban dari Hydraulick jack.

Gambar 20. Proving Ring

4. Hydraulick jack

Alat yang digunakan pada penelitian ini berkapasitas 100 ton yang

merupakan alat bantu untuk melakukan pengujian lentur beton.

55

Gambar 21. Hydraulick Jack

5. Strain Indicator

Gambar 22. Strain Indicator

Strain Indicator (kiri) dan Swicth dan Balance (kanan), digunakan untuk

memperoleh pengukuran tegangan ketika Strain Gauge bekerja. Strain

indicator melakukan pembacaan dengan menggunakan skala dan unit

penyeimbang. Unit ini memiliki kapasitas 10 saluran. Jadi strain dari 10

strain gauge individu dapat diperoleh.

6. Load Cells Hydraulick

Load Cell Hydraulic adalah piston yang ditempatkan dalam diafragma

elastis tipis. Piston tidak berhubungan langsung dengan sel beban.  Load

cell akan penuh dengan minyak/oli ketika beban diterapkan pada piston,

gerakan piston dan pengaturan hasil diafragma akan meningkatkan tekanan

56

minyak yang pada gilirannya menghasilkan perubahan tekanan pada tabung

Bourdon yang sudah terhubung dengan pembebanan.

7. Strain Gauge

Strain gauge adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur

tekanan (deformasi atau strain). Alat ini dalam bentuk foil logam yang

bersifat insulatif (isolasi) yang menempel pada benda yang akan diukur

tekanannya. Jika tekanan pada benda berubah, maka foilnya akan

terdeformasi, dan tahanan listrik alat ini akan berubah. Perubahan

tahanan listrik ini akan dimasukkan ke dalam rangkaian Jembatan

Wheatstone.

Gambar 23. Strain Gauge

8. Dial Gauge

Kegunaan dial gauge adalah untuk mengukur kerataan permukaan bidang

datar, mengukur kerataan permukaan serta kebulatan sebuah poros,

mengukur kerataan permukaan dinding Cylinder dan mengukur penurunan

permukaan suatu benda.

57

Gambar 24. Dial Gauge

9. Satu set saringan

Alat ini berguna untuk mengetahui gradasi agregat dan untuk menentukan

modulus kehalusan butir agregat kasar/agregat halus. Penelitian ini

menggunakan agregat kasar lolos saringan diameter 19 mm dan tertahan

pada saringan No. 4 (± 4.75 mm).

Tabel 10. Ukuran saringan pada penelitian gradasi agregat.

Jenis Agregat Ukuran Saringan (mm)

Agregat halus 4.75 2,36 1,18 0,60 0,30 0,15 Pan

Agregat kasar 37,5 25,40 19,00 12,50 4,75 2,36 Pan

10. Timbangan

Timbangan digunakan untuk menimbang bahan – bahan dasar pembentuk

beton. Timbangan yang digunakan yaitu timbangan digital merk Nagata

dengan kapasitas 30 kg dengan ketelitian 0,1 gram dan timbangan merk

Laju buatan Indonesia yang berkapasitas 150 kg dengan ketelitian 1 gram.

11.Mesin Pengaduk Beton (concrete mixer)

Mesin ini berkapasitas 0,125 m3

dengan kecepatan 20-30 rpm. Alat ini

digunakan untuk mencampur adukan beton.

58

12.Kerucut Abrams

Kerucut Abrams, tilam pelat baja dan tongkat besi untuk mengetahui

kelecakan adukan (workability) dalam percobaan slump test. tongkat

pemadat berpenampang bulat berdiameter 16 mm sepanjang 600 mm yang

terbuat dari baja.

13.VB- test Apparatus

VB- test Apparatus digunakan untuk mengukur kelecakan pada beton

serat. Alat ini terdiri dari kerucut Abrams yang diletakkan di dalam

kontainer silinder dari bahan baja (tebal 6 mm, diameter 240 mm dan

tinggi 200 mm) dan ditempatkan di atas meja getar dengan frekuensi getar

tertentu.

14.Mesin penggetar Internal (Vibrator)

digunakan sebagai pemadat beton segar yang berupa tongkat. Alat ini

digetarkan dengan mesin dan dimasukkan ke dalam beton segar yang baru

saja dituang

15.Compressing Testing Machine (CTM)

CTM merupakan alat yang digunakan untuk melakukan pengujian kuat

tekan beton silinder (d=150 mm dan t=300 mm).

16.Alat Bantu

Selama proses pembuatan benda uji digunakan beberapa alat bantu

diantaranya adalah gelas ukur, sendok semen, stop watch, mistar, dan

container.

59

G. Pelaksanaan Penelitian

Penelitian ini dibagi menjadi empat tahap yaitu : Pemeriksaan bahan campuran

beton, pelaksanaan penelitian, Test Set-Up, pelaksanaan pengujian, dan

analisis hasil penelitian.

1. Pemeriksaan Bahan Campuran Beton

Sebelum melakukan mix design, material harus diperiksa terlebih dahulu

untuk mengetahui kualitas material tersebut memenuhi standar yang

ditetapkan.

Tabel 11. Spesifikasi Pengujian material

No Pengujian Spesifikasi Keterangan1 Kadar air agregat halus 0 – 1 % ASTM C-5562 Kadar air agregat Kasar 0 – 3 % ASTM C-5563 Berat Jenis SSD agregat halus 2 – 2,9 % ASTM C-1284 Berat Jenis SSD agregat kasar 1 – 3 % ASTM C-1275 Analisa kadar lumpur agregat halus < 5 % ASTM C-117

2. Pelaksanaan penelitian

Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium Bahan dan Konstruksi

Fakultas Teknik, Universitas Lampung, Bandar Lampung.

a. Pengujian bahan pencampur beton.

Pengujian dan pemeriksaan bahan pencampur beton diantaranya sebagai

berikut:

Kadar air agregat kasar dan agregat halus (ASTM C-556 & ASTM C-

566)

Berat jenis dan penyerapan agregat kasar dan agregat halus (ASTM C-

127 & ASTM C-128)

Gardasi Agregat kasar dan agregat halus

60

Kadar lumpur agregat halus dengan saringan (ASTM C-117)

Kandungan zat organis dalam pasir (ASTM C-40)

Los Angeles Test

Berat volume agregat kasar dan agregat halus (ASTM C-29)

Perhitungan volume serat bambu betung 0,4%.

b. Pembuatan Rencana Campuran (Mix Design)

Perancangan adukan beton dimaksudkan untuk memperoleh kualitas

beton yang seragam. Dalam penelitian ini rencana campuran beton

menggunakan rencana mix design dengan metode Dreux-Corrise.

Dengan mengikuti prosedur pada metode tersebut diperoleh kebutuhan

bahan – bahan susun beton serat untuk 1m3 beton.

c. Persiapan bahan-bahan pencampur beton

Persiapan bahan-bahan pencampur beton yaitu membersihkan agregat

halus dan agregat kasar. Agregat halus disaring dengan saringan pasir

dari kawat ayam sehingga kotoran-kotoran tertahan di saringan.

Kemudian pasir diletakan diatas kontainer besar dan didiamkan selama 1

hari untuk mendapatkan kondisi SSD. Agregat kasar dibersihkan dengan

cara dicuci kemudian diangkat dari dalam air dan didiamkan selama 1

hari untuk mendapatkan kondisi SSD.

d. Pembuatan benda uji

Metode pembuatan beton prategang menggunakan pretension (metode

pratarik). Pelaksanaan pemberian prategang dengan cara pratarik

didefinisikan dengan memberikan prategang pada beton dimana tendon

61

ditarik untuk ditegangkan sebelum dilakukan pengecoran. Adapun

langkah – langkah pelaksanaanya adalah :

Membuat dua jangkar sebagai tumpuan sesuai perhitungan untuk

mengikatkan tendon.

Melakukan penarikan tendon (gambar a) hingga mencapai nilai

tegangan tarik (fsi) ≤ 85% kuat tarik ultimitnya (fpu) dan ≤94% kuat

lelehnya (fpy). Kemudian tendon dalam keadaan tarik tersebut

diangkur kuat – kuat pada kedua ujungnya sedemikian rupa sehingga

gaya tarik tetap tertahan pada tendon tersebut.

Memasang begisting sesuai bentuk komponen yang direncanakan

(gambar b).

Melakukan pengadukan agregat untuk balok yang tidak menggunakan

serat bambu betung, kemudian adukan dimasukan kedalam bekisting

yang telah berisi tendon yang telah ditegangkan (gambar c).

Melakukan pengadukan agregat kembali untuk balok yang

menggunakan serat bambu betung 0,4%. Kemudian adukan

dimasukan kedalam begisting selanjutnya. Mengulangi kegiatan ini

untuk balok berikutnya.

Melakukan perawatan beton (curring) dengan cara menutupi

permukaan beton dengan karung goni.

Apabila beton telah mencapai kekuatan f’c rencana ( umur beton 28

hari), maka tendon dipotong dari tempat penjangkarnya. seketika

akan terjadi pelimpahan gaya prategang tinggi (To) kepada beton

(gambar d dan gambar e).

62

Setelah cukup kuat dan sesuai persyaratan, melepas bekisting dan

melakukan pengujian (f).

Gambar 25. Penarikan Tendon dan Pengecoran

Gambar 26. Penyaluran Gaya Prategang

63

3. Test Set-Up

a. Pemasangan Strain Gauge dan Strain Indicator

Gambar 27. Pemasangan Strain Gauge dan Strain Indicator

Gambar 28. Denah Strain Gauge

Strain gauge adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur

tekanan (deformasi atau strain). Alat ini direkatkan pada serat bawah beton

kemudian dihubungkan kabel (lihat gambar 24) ke strain indicator. jika

pembebanan diberikan, maka foilnya akan tertarik atau tertekan akibat

beban lentur dan tahanan listrik akan berubah. Perubahan tahanan listrik ini

akan dimasukkan ke dalam rangkaian Jembatan Wheatstone melalui kabel

Kemudian starin indicator akan mengeksekusi data infut menjadi gaya

tegangan.

Tampak Atas

Tampak Bawah

64

b. Pemasangan Dial Gauge

3 balok prategang sebagai benda uji yang memiliki panjang total 2350 mm,

tinggi 250 mm dan lebar 120 mm dan bentang uji 2000 mm diletakan diatas

tumpuan sendi dan rol. dua beban terkonsentrasi diterapkan pada jarak 1/3 l

mm untuk pengujian (lihat gambar 26). Balok yang diuji menggunakan jack

hidrolik dioperasikan terhubung ke sistem akuisisi data melalui pemuat sel.

Peningkatan beban lendutan pada balok akan dicatat menggunakan tiga

pengukur Dial Gauge yang ditempatkan pada titik-titik rentang kuartal

yaitu ¼ l, ½ l dan ¾ l.

Gambar 29. Pemasangan Dial Gauge

Dial gauge akan membaca penurunan atau lendutan yang diakibatkan

pembebanan. Jarum panjang akan langsung bergerak apabila bagian bidang

sentuh tertekan oleh benda kerja. Adapun nilai pergerakan dari jarum

panjang tersebut tergantung dari beberapa nilai dari skala dial gauge

tersebut. jarum pendek akan bergerak satu step/ruas, apabila jarum panjang

bergerak dari angka nol sampai dengan angka nol lagi.

4. Pengujian Kuat Lentur

Pengujian kuat lentur pada penelitian ini menggunakan alat Hydraulic

Jack dan pembacaan beban dengan proving ring.

65

Gambar 30. Pengujian Kuat Lentur

Benda uji diletakkan diatas dua tumpuan sejarak 2000 mm, kemudian pada

balok tersebut diberi dua beban terpusat ½ P yang masing-masing berjarak

1/3 bentang dari tumpuan sesuai ASTM C 78. Di tengah bentang pada

bagian bawah balok diletakkan strain gauge yang berguna untuk mengukur

lendutan (mm) saat pengujian lentur. Selanjutnya diberi beban secara

bertahap. Pembebanan terus dilakukan sampai balok runtuh kemudian

mencatat deflection dan beban maksimum yang didapat dari pembacaan

proving ring.

Tabel 12. Hasil pembebanan dan deflection

Beban (Ton) Deflection/Δ (mm) Keterangan

1

2

3

4

Crack

Pembuatan Benda Uji Beton Prategang dengan Serat Bambu

66

H. Bagan Alir Penelitian

Bagan alir penelitian dapat dilihat pada Bagan 1.

Mulai

Studi Pustaka

Perencanaan Fo, Luas Penampang Beton Prategang dan Perhitungan Kebutuhan Jumlah Material yang

dibutuhkan (Perhitungan Mix Desain)

Pelaksanaan Penelitian di Laboratorium

Perawatan (curring) beton selama 28 hari

Pengujian Benda Uji pada umur beton ke 28 hari

Analisis Hasil Penelitian

Perbandingan Hasil Beton Prategang 0% Serat dan Beton Prategang 0,4%

Serat

Kesimpulan dan Rekomendasi

1 Buah Balok Beton Prategang 0% Serat

2 Buah Balok Beton Prategang + Serat Bambu

Betung 0,4 %

67

Bagan 1. Bagan Alir Penelitian

Bagan alir pembuatan benda uji dapat dilihat pada bagan 2.

TIDAK

YA

Mulai

Persiapan Material

Pemeriksaan Material

-(ASTM A-416)

-(ASTM C-136)

-(ASTM C-128 & ASTM C-127)

-(ASTM C-566 & ASTM C-556)

-(ASTM C-29)

-(ASTM C-117)

-(ASTM C-40).

Mix Desain

Pembuatan 3 Sampel Beton Prategang dan 3 Sampel Beton

Silinder

Selesai

Memenuhi Standar ASTM

68

Bagan2. Bagan Alir Pembuatan Benda Uji

DAFTAR PUSTAKA

Akmal, Imelda. 2011. Bambu untuk Rumah Modern. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Hasanah, Siti. 2012, Pengaruh Penambahan Serat Bambu Betung Terhadap Kapasitas Ultimit Beton Bertulang. (Skripsi). Universitas Malahayati, Bandar Lampung.

Lin,T.Y. Burns, Ned H. 1982. Design of Prestressed Concrete Structures 3rd edition. Penerjemah: Indrawan, Danil. 1993. Desain Struktur Beton Prategang Edisi Ketiga. Erlangga. Ciracas, Jakarta.

Lin,T.Y. Burns, Ned H. 1982. Design of Prestressed Concrete Structures 3rd edition. Penerjemah: Mediana. 2000. Desain Struktur Beton Prategang Edisi Ketiga. Interaksara. Jakarta.

Nawy, Edward G. 2005. Reinforced Concrete. Penerjemah: Tavio. Kusuma, Benny. 2010. Beton Bertulang Sebuah Pendekatan Mendasar. ITS Press. Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.

Oktariana, Devi. 2002. Teknologi Bambu dan Kayu. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

Sebayang, Surya. November 2011. Beton Prategang, Bahan Ajar Beton Prategang Teknik Sipil UNILA. http://suryasebayang.wordpress.com/mata-kuliah-2/

SNI. 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung.Bandung.

Universitas Lampung. 2012. Pedoman Penulisan Karya Ilmiah Universitas Lampung. Universitas Lampung. Bandar Lampung.