BETON PRATEKAN

Beton merupakan bahan yang memiliki kekuatan yang tinggi terhadap tekan,

tetapi sebaliknya memilki kekuatan relative sangat rendah terhadap tarik sebab Beton

bekerja tidak sefektif didalam penampang-penampang struktur beton bertulang, hanya

bagian tertekan saja yang efektif bekerja, sedangkan bagian beton yang retak dibagian

yang tertarik tidak bekerja efektif dan hanya merupakan beban mati yang tidak

bermanfaat. Hal inilah yang menyebabkan tidak dapatnya diciptakan srtuktur-struktur

beton bertulang dengan bentang yang panjang secara ekonomis, karena terlalu banyak

beban mati yang tidak efektif. Disamping itu, retak-retak disekitar baja tulangan bisa

berbahaya bagi struktur karena merupakan tempat meresapnya air dan udara luar kedalam

baja tulangan sehingga terjadi karatan. Putusnya baja tulangan akibat karatan fatal

akibatnya bagi struktur.

Dengan kekurangan-kekurangan yang dirasakan pada struktur beton bertulang seperti

diuraikan diatas, timbullah gagasan untuk menggunakan kombinasi-kombinasi bahan

beton secara lain, yaitu dengan memberikan pratekanan pada beton melalui kabel baja

(tendon) yang ditarik atau biasa disebut beton pratekan

Kelebihan beton pratekan :

1 Tahan terhadap korosi karena tahan retak di daerah tarik

2 Lebih kedap air

3 Lendutan lebih kecil

4 Penampang lebih kecil dari beton bertulang biasa/ volume lebih kecil

5 Berat baja yang digunakan lebih sedikit

6 Ketahanan geser dan puntir lebih besar

Kekurangan beton pratekan

1 Berat jenis sedikit lebih besar

1. Sistem Pemberian Gaya Prategang

Secara umum, sistem pemberian gaya prategang pada beton ada 2 metoda, yaitu :

1. Pratarik (pra-tension), dimana tendon ditarik sebelum beton dicor

2. Pasca tarik (post-tension), dimana tendon ditarik setelah beton dicor

1

1.1 Metoda Pratarik (Pra-tension)

Pelaksanaan pemberian prategang dengan cara pratarik (pre-tension) didefinisikan

dengan memberikan prategang pada beton dimana tendon ditarik untuk ditegangkan

sebelum dilakukan pengecoran adukan beton ke dalam bekisting yang telah

disiapkan. Pelaksanaan cara pratarik ini, umumnya dilakukan pada suatu tempat

khusus di lapangan pencetakan (casting yard). Adapun langkah-langkah

pelaksanaannya adalah sebagai berikut :

1. Pertama-tama tendon dipasang memanjang di antara dua jangkar di tempat

pengecoran mengikuti pola tertentu sesuai dengan perhitungan seperti yang

terlihat pada Gambar III.1.a. Tendon tersebut kemudian ditarik hingga mencapai

nilai tegangan tarik (fsi) tidak lebih besar dari 85% kuat tarik ultimitnya (fpu) dan

tidak lebih dari 94% kuat lelehnya (fpy). Kemudian, tendon dalam keadaan tertarik

tersebut di angkur kuat-kuat pada kedua ujungnya sedemikian rupa sehingga gaya

tarik tetap tertahan pada tendon tersebut.

2. Apabila bekisting belum dipasang di tempatnya, segera dipasang mengitari beton

sesuai dengan bentuk komponen yang direncanakan. Kemudian, dilakukan

pengecoran adukan beton ke dalam bekisting berisi tendon dalam keadaan tertarik

dan dilanjutkan dengan pekerjaan perawatan pengerasan beton. Dalam

pelaksanaannya harus disertai upaya pengendalian keamanan dan kualitas

pekerjaan mengingat resiko bahaya kecelakaan yang dihadapi, termasuk

pelaksanaan perawatan pengerasan beton yang harus dijaga sebaik mungkin,

sedemikian rupa sehingga didapat hasil akhir berupa beton mutu tinggi yang

melekat dengan baik pada tendon yang sudah ditegangkan (ditarik) [Gambar b]

3. Apabila beton telah mencapai kekerasan dan kekuatan f c'

tertentu, yang

memerlukan waktu ± 24 jam, tendon dipotong di tempat penjangkarannya. Karena

tendon terekat kuat dengan beton, maka seketika setelah dipotong atau dilepas

pada angkurnya akan terjadi pelimpahan gaya prategang tinggi (To) kepada beton,

seperti tampak pada Gambar III.1.c.

Gaya prategang mengakibatkan beton cenderung memendek apabila letak tendon

sentris terhadap penampang, atau melengkung akibat desakan apabila letak tendon

2

tidak sentris. Tegangan-tegangan yang timbul sesaat setelah tendon dipotong dari

angkurnya disebut sebagai tegangan pada saat transfer (pelimpahan tegangan).

Dengan diputusnya tendon dan berlangsung pelimpahan tegangan, beban mati

(berat sendiri) diperhitungkan bekerja serentak bersamaan dengan gaya prategang.

Keadaan tersebut diilustrasikan pada [Gambar d] yang merupakan keadaan

tegangan paling kritis yang timbul sesaat setelah berlangsung pelimpahan, tetapi

sebelum terjadi kehilangan gaya prategang.

Untuk keadaan bersifat sementara ini, SNI-03 memberikan batasan tegangan tarik

di bagian atas balok tidak melampui

14 √ f ci

'

(sekitar 40% kuat tarik) dan tegangan

tekan di bagian tepi bawah tidak melebihi 0 .6 f ci'

. Apabila tegangan tarik

terhitung melampui nilai tersebut, harus dipasang tulangan tambahan

(nonprategang atau prategang) di daerah tarik untuk memikul gaya tarik total

dalam beton yang dihitung berdasarkan asumsi penampang utuh.

4. Setelah cukup kuat dan sesuai persyaratan, komponen prategang dapat dilepas dan

diangkat dari cetakannya untuk dipindahkan ke lapangan penyimpanan sehingga

tempat pencetakan dapat dipakai untuk proses prategang berikutnya.

a. Tendon ditarik di antara dua angkur

b. Bekisting dipasang dan adukan beton dicor di dalamnya

3

c. Tendon dipotong dan gaya tekan dilimpahkan kepada beton

d. Kombinasi beban mati dan prategang

e. Kombinasi beban mati, beban hidup, setelah kehilangan gaya prategang

1.2 Metoda Pasca Tarik (Post-Tension)

Pelaksanaan pemberian prategang dengan cara pasca tarik (post-tension) didefinisikan

sebagai cara memberikan prategang pada beton, dimana tendon baru ditarik setelah

betonnya dicetak terlebih dahulu dan mempunyai cukup kekerasan untuk menahan

tegangan sesuai dengan yang dinginkan. Adapun langkah-langkah pelaksanaannya

adalah sebagai berikut :

1. Bekisting beton dipasang di tempat yang sesuai dengan rencana letak komponen

struktur dengan sekaligus dipasangi pipa selongsong lentur yang dibuat dari

plastik atau metal, yang akan menyelubungi tendon. Pipa selongsong tendon

diletakkan di dalam bekisting dengan posisinya diatur dan ditahan untuk

membentuk pola tertentu sesuai dengan momen perlawanan yang direncanakan.

2. Kemudian adukan beton dicor ke dalam bekisting dengan menjaga agar pipa

selongsong tendon tetap kokoh pada posisinya dan tidak kemasukan adukan,

kemudian dilakukan perawatan pengerasan beton secukupnya sampai mencapai

kekuatan tertentu.

4

3. Selanjutnya, tendon dimasukkan ke dalam pipa selongsong yang sudah disiapkan

ke dalam beton. Pada cara lain, ada juga yang menempatkan pipa selongsong

lengkap dengan tendon di dalam bekisting sebelum dilakukan pengecoran adukan

beton.

4. Tendon ditarik dengan menggunakan jacking di satu ujung dan angkur mati atau

plat penahan pada ujung lainnya. Kadang-kadang angkur mati atau plat penahan

sudah disiapkan dipasang tertanam pada ujung komponen.

Fungsi angkur digabungkan dengan cara-cara yang mencengkram tendon agar

tidak terjadi slip (penggelinciran) dalam rangka upaya agar beban atau tegangan

tarikan tetap bertahan pada tendon.

Pada saat penarikan tendon, sudah terjadi kehilangan gaya prategang berupa :

perpendekan elastis, kehilangan tegangan akibat gesekan dan sebagian momen

beban mati sudah bekerja sebagai dampak dari posisi lengkung tendon. Dengan

demikian, gaya jacking harus sudah memperhitungkan hal-hal yang menyangkut

kehilangan tegangan tersebut. Pembatasan tegangan-tegangan ijin pada tahap-

tahap pelimpahan dan pelayanan diambil sama dengan yang diberikan untuk cara

pra tarik

5. Apabila digunakan tendon bonded, terutama pada lingkungan korosif, ruang

kosong di dalam pipa selongsong yang mengelilingi tendon, harus diisi penuh

pasta semen dengan cara disuntikkan (grouting) setelah tendon ditarik atau

sebelum beban hidup bekerja. Apabila demikian halnya, maka tegangan akibat

beban hidup dihitung berdasarkan penampang transformasi seperti yang dilakukan

pada cara pra tarik. Tetapi ada juga tendon yang tetap dibiarkan unbonded tanpa

penyuntikan pasta semen, tegantung pada kebutuhan untuk perlindungan tendon

dan perhitungan ekonomi. Untuk keadaan demikian, gaya prategang hanya

diperhitungkan bekerja terhadap penampang betonnya saja (bukan penampang

transformasi) paling tidak sampai tercapainya keadaan seperti pada Gambar d.

6. Umunya angkur ujung setelah dikunci (dimatikan) perlu ditutupi atau dilindungi

dengan lapis pelindung.

5

Perbandingan Metoda Pratarik dan Pasca Tarik

Metoda Pratarik Metoda Pasca tarik

Tendon prategang ditarik sebelum beton pengecoran beton Tendon prategang ditarik setelah beton mengeras

Transfer prategang terjadi melalui kontak antara tendon yang diputus

dan beton disekelilingnya setelah beton mengeras (jadi tidak

memerlukan angkur)

Transfer prategang terjadi melalui kontak antara angkur dan

beton penumpunya (jadi memerlukan angkur)

Layout tendon terbatas berbentuk linear Layout tendon dapat dibuat fleksibel (menyesuaikan dengan

bentuk bidang momen), umumnya berbentuk parabola

Jenis tendon yang umum digunakan adalah strand atau kawat tunggal

dan umumnya dilakukan pada produksi beton pracetak prategang

Memerlukan selongsong (ducting) tendon

6

2. Penyuntikan Tendon Pasca Tarik (Grouting)

Untuk memberikan proteksi permanen pada baja pasca tarik dan untuk

mengembangkan lekatan antara baja prategang dan beton di sekitarnya, saluran

prategang harus diisi bahan suntikan semen yang sesuai dalam proses penyuntikan di

bawah tekanan.

2.1 Material Penyuntikan

a. Semen Portland

Semen portland harus sesuai dengan salah satu dari spesifikasi ASTM C150, Tipe

I, II atau III. Semen yang digunakan untuk menyuntik harus segar dan tidak

mengandung gumpalan apapun atau indikasi hidrasi atau “pack set”

b. Air

Air yang digunakan di dalam suntikan harus air layak minum, bersih dan tidak

mengandung zat yang membahayakan semen portland atau baja struktur.

c. Bahan Tambahan

Apabila menggunakan bahan tambahan, harus bersifat mengandung kadar air

rendah, mempunyai aliran yang baik, hanya sedikit bleeding dan ekspansi serta

tidak mengandung bahan kimiawi yang membahayakan baja prategang atau

semen, seperti klorida, flourida, sulfat dan nitrat.

2.2 Selongsong

a. Cetakan (Ducts)

1. Formed Ducts

Selongsong yang dibuat dengan mengunakan lapisan tipis yang tetap di

tempat. Harus berupa bahan yang tidak memungkinkan tembusnya pasta

semen. Selongsong tersebut harus mentransfer tegangan lekatan yang

dibutuhkan dan harus dapat mempertahankan bentuknya pada saat memikul

berat beton. Selongsong logam harus berupa besi, yang dapat saja

digalvanisasi

2. Cored Ducts

Selongsong seperti ini harus dibentuk tanpa adanya tekanan yang dapat

mencegah aliran suntikan. Semua material pembentuk saluran jenis ini

disingkirkan.

7

Gambar. Selongsong (Duct) Tendon

b. Celah atau Bukaan Suntikan

Semua selongsong harus mempunyai bukaan untuk suntikan di kedua ujung.

Untuk kabel drapped, semua titik yang tinggi harus mempunyai celah suntikan

kecuali di lokasi dengan kelengkungan kecil, seperti pada slab menerus. Celah

suntikan atau lubang buangan harus digunakan di titik-titik rendah jika tendon

akan diletakkan, diberi tegangan dan disuntik pada cuaca beku. Semua celah atau

bukaan suntikan harus dapat mencegah bocornya suntikan

c. Ukuran Selongsong

Untuk tendon yang terdiri dari kawat, batang atau strands, luas selongsong harus

sedikitnya dua kali luas netto baja prategang. Untuk tendon yang terdiri atas satu

kawat, batang atau strands, diameter selongsongnya harus sedikitnya ¼ lebih

besar dari pada diameter nominal kawat, batang atau strands.

d. Peletakan Selongsong

Sesudah selongsong diletakkan dan pencetakan selesai, harus dilakukan

pemeriksaan untuk menyelidiki kerusakan selongsong yang mungkin ada.

Selongsong harus dikecangkan dengan baik pada jarak-jarak yang cukup dekat,

8

untuk mencegah peralihan selama pengecoran beton. Semua lubang atau bukaan

di selongsong harus diperbaiki sebelum pengecoran beton. Celah atau bukaan

untuk penyuntikan harus diangkur dengan baik pada selubung dan pada baja

tulangan atau cetakan, untuk mencegah peralihan selama operasi pengecoran

beton.

2.3 Proses Penyuntikan

a. Selongsong dengan dinding beton (cored ducts) harus disemprot untuk menjamin

bahwa beton dapat dibasahi dengan baik.

b. Semua celah titik tinggi dan suntikan harus terbuka pada saat penyuntikan

dimulai. Suntikan harus dapat mengalir dari celah pertama setelah pipa masukan

sampai air pembersih residual atau udara yang terperangkap telah dikeluarkan,

pada saat mana celah tersebut harus ditutup. Celah-celah lainnya harus ditutup

secara berurutan dengan cara yang sama. Proses pemompaan pada masukan

tendon tidak boleh melebihi 250 psig (1700 kPa).

c. Bahan suntikan harus dipompa melalui selongsong dan secara terus menerus ke

luar di pipa buangan sampai tidak terlihat lagi ada air atau udara yang keluar.

Waktu keluar suntikan tidak boleh kurang dari waktu pemberian bahan suntikan.

Untuk menjamin bahwa tendon tetap terisi dengan bahan suntikan, maka keluaran

dan atau masukan harus ditutup. Tutup yang dibutuhkan tidak boleh lepas atau

dibuka samapi bahan suntikan mengering.

d. Apabila aliran searah dari bahan suntikan tidak dapat dipertahankan, maka

suntikan harus segera dikuras dari saluran dengan air

e. Pada temperatur di bawah 0o C, saluran harus dijaga bebas air untuk menghindari

kerusakan akibat pembekuan

f. Temperatur tidak boleh 1.67o C atau lebih tinggi dari temperatur pada saat

penyuntikan sampai kubus suntikan yang berukuran 5.08 cm (2”) mencapai kuat

tekan sebesar 5.5 MPa

g. Bahan suntikan tidak boleh melebihi 32.2oC selama pencampuran atau

pemompaan. Jika perlu, pencampuran air harus didinginkan.

9

3. Istilah-istilah

Angkur

Suatu alat yang digunakan untuk menjangkarkan tendon kepada komponen struktur beton

dalam sistem pasca tarik atau suatu alat yang digunakan untuk menjangkarkan tendon

selama proses pengerasan beton dalam sistem pra tarik

Pengankeran ada 2 macam yaitu : angker mati dan angker hidup. Angker mati adalah

angker yang tidak bias dilakukan lagi penarikan setelah penegangan tendon dilakukan.

Angker mati sering digunakan dalam prategang dengan sistem pratarik.Sedangkan angker

hidup dapat dilakukan penarikan kembali jika hal itu diperlukan. Pegangkeran ini sering

dijumpai dalam prategang dengan sistem pasca tarik.

Gambar.Angkur Hidup untuk Multistrand (VSL)

Gambar . Angkur Tengah (VSL)

10

Gambar. Angkur Mati (VSL)

Gambar. Angkur Mati (VSL)

Gambar. Angkur Kopel (VSL)

11

Gaya Jacking

Gaya sementara yang ditimbulkan oleh alat yang mengakibatkan terjadinya tarik pada

tendon dalam beton prategang

Gambar. Prosedur Jacking

Gambar. Tendon yang telah di jacking

Perangkat angkur

Perangkat yang digunakan pada sistem prategang pasca tarik untuk menyalurkan gaya

pasca tarik dari tendon ke beton

Perangkat angkur strand tunggal

Perangkat yang digunakan untuk strand tunggal atau batang tunggal berdiameter 16

mm dan memenuhi persyaratan yang telah ditentukan

12

Perangkat angkur strand majemuk

Perangkat yang digunakan untuk strand, batang atau kawat majemuk, atau batang

tunggal berdiameter lebih besar daripada 16 mm dan memenuhi persyaratan yang

telah ditentukan.

Prategang efektif

Tegangan yang masih bekerja pada tendon setelah semua kehilangan tegangan terjadi,

di luar pengaruh beban mati dan beban tambahan.

Tendon

Elemen baja, misalnya kawat baja, kabel batang, kawat untai atau suatu bundel dari

elemen-elemen tersebut yang digunakan untuk memberi gaya prategang pada beton.

Baja (tendon) yang dipakai untuk beton prategang dalam prakteknya ada tiga

macam, yaitu :

1. Kawat tunggal (wires), biasanya digunkan untuk baja prategang pada

betonprategang dengan system pratarik (pre-tension).

2. Kawat untaian (strand), biasanya digunkan untuk baja prategang pada

betonpratengang dengan system pascatarik (post-tension).

3. Kawat batangan (bar), biasanya digunakan untuk baja prategang pada

betonprategang dengan system pratarik (pre-tension

13

Gambar. Jenis Tendon Prategang

Tendon dengan lekatan

Tendon yang direkatkan pada beton baik secara langsung ataupun dengan cara

grouting.

Zona Angkur

Bagian komponen struktur prategang pasca tarik dimana gaya parategang terpusat

disalurkan ke beton dan disebarkan secara lebih merata ke seluruh bagian penampang.

Panjang daerah zona angkur ini adalah sama dengan dimensi tersebar penampang.

Untuk perangkat angkur tengah, zona angkur mencakup daerah terganggu di depan

dan di belakang perangkat angkur tersebut.

14