Pengembangan H-Brick Sebagai

Smart Material Dalam Sistem

Bangunan Tahan Gempa

Indonesia merupakan wilayah rawan gempa karena terletak diantara empat

plat tektonik yaitu plat eurasia, plat australia, plat filipina dan plat carolina. Keempat

lempeng tektonik ini termasuk dalam lempeng tektonik muda yang membuat

lempeng-lempeng ini aktif bergerak sepanjang tahun. Keadaan ini membuat Indonesia

sering mengalami gempa dengan skala yang besar (>5 SR).

Gempa besar selalu menimbulkan dampak kerusakan infrastruktur yang luas

dan memakan korban jiwa yang banyak. Akibat gempa Padang 30 September 2009,

tercatat 114.797 rumah rusak parah, 67.198 rusak sedang, dan 67.838 rumah rusak

ringan.  Sementara dari gempa Tasikmalaya diperoleh data rumah yang rusak di

Kabupaten Sukabumi sebanyak 11.214 rumah dengan 3.466 rumah rusak berat.

Korban yang timbul sebagian besar diakibatkan karena tertimpa dinding yang

runtuh. Pada gempa yang terjadi tanggal 28 Januari 2010 di Aceh, sebagian besar

rumah mengalami kerusakan retak-retak pada dinding. Hal yang serupa juga dialami

sebagian besar rumah di Kecamatan Cigalantong, Tasikmalaya. Hal ini disebabkan

karena material penyusun dinding (batu bata dan batako) yang kualitasnya buruk.

Produksi yang masih menggunakan cara tradisional dan tanpa kontrol kuailtas yang

ketat membuat kualitas material dinding tidak bisa seragam.

Pada struktur bangunan tahan gempa, kekakuan bangunan untuk menahan

gaya gempa diperoleh dari sambungan balok-kolom yang baik serta dinding yang

kaku. Selama ini batu bata ataupun batako hanya difungsikan sebagai pengisi rongga

struktur dan sekat antar ruang. Optimalisasi fungsi dinding sebagai penahan gaya

gempa hanya diterapkan pada bangunan tinggi (high rise building) dalam bentuk

dinding geser (shearwall maupun corewall) dengan perhitungan yang rumit dan biaya

yang mahal. Oleh karena itu, untuk bangunan rumah tinggal, penerapan dinding geser

tidak mungkin dilakukan.

Di beberapa negara sudah banyak diperkenalkan material dinding yang

diklaim dapat menahan gaya gempa yang sering disebut dengan interlock block.

Beberapa produk bahkan dirancang untuk mampu disusun langsung tanpa mortar

(mortarless) sehingga hemat dalam pemakaian semen. Namun, kebanyakan dari

produk-produk yang tersedia hanya memiliki sistem interlock untuk menahan gaya

yang tegak lurus dengan dinding. Hanya sedikit yang dirancang untuk mampu

menahan gaya gempa dari dua arah, yaitu gaya tegak lurus dinding dan sejajar dengan

dinding. Kalaupun ada, lips yang dirancang sebagai kunci terlalu rendah sehingga

tidak mampu untuk menahan gaya yang terjadi.

Pada tahun-tahun belakangan, pertimbangan estetika dalam perencanaan

bangunan juga menjadi faktor penting dalam pemilihan materail penyusun bangunan.

Masyarakat cenderung memilih produk yang memiliki tampilan estetika yang bagus

tanpa mempertimbangkan faktor kekuatan bahan.

Struktur Bangunan tahan gempa

Pada dasarnya, prinsip bangunan tahan gempa adalah membuat bangunan

menjadi sangat kaku. Bangunan yang kaku akan membentuk suatu bangunan yang

solid, sehingga pada saat gaya-gaya dikenakan pada tiap bidang bangunan tidak

terjadi perubahan bentuk yang besar.

Kunci untuk menciptakan bangunan yang kaku terletak pada detail sambungan

balok-kolom dan dinding.

Balok dan kolom pada struktur bangunan berfungsi sebagai penahan beban

gravitasi untuk disalurkan ke tanah. Beberapa jenis sambungan Balok-kolom dapat

dilihat pada gambar dibawah ini:

Dinding difungsikan sebagai penahan gaya horisontal baik gaya akibat angin

maupun gempa. Untuk itu pada struktur bangunan tahan gempa, dinding tidak

diperbolehkan mengalami perubahan bentuk. Apabila dinding tidak mampu menahan

gaya lateral, maka akan terjadi pergeseran yang akan mengakibatkan gangguan pada

balok maupun kolom. Gangguan ini kemudian bisa berakibat pada kegagalan struktur

jika balok maupun kolom pada bangunan berkualitas jelek.

Bata kait (Interlock Block)

Bata kait (Interlock block) adalah material penyusun dinding yang mempunyai

pengait untuk mengunci pergerakan akibat gaya. Interlock block merupakan

pengembangan dari batako dengan menambahkan lips pada sisi-sisi tertentu sebagai

pengunci.

Interlock block telah dikembangkan dan banyak digunakan di luar negeri. Di

Amerika dan Kanada dikenal beberapa jenis interlock block, diantaranya CMUs,

Haener Block yang dirancang sebagai mortarless interlock block. Kemudian Verot

Oaks Building Blocks, Inc. (VOBB), interlock block bebrbentuk segi empat berukuran

enam kali enam inchi yang disusun membentuk grid

Di Thailand terdapat SMART iBlock yang berbentuk mirip mainan bongkar

pasang. SMART iBlock tidak dirancang sebagai material mortarless, untuk

pemasangannya digunakan mortar cair dengan komposisi 1 bagian semen, 2 pasir, dan

3 bagian air

Sementara di Indonesia –walaupun masih jarang- terdapat beberapa produk

interlock block, diantaranya DURABLOCK dan kiblock. DURABLOCK didesain

untuk menggunakan sedikit mortar, sedangkan kiblock sudah didesain sebagai

material mortarless.

Hampir semua produk menawarkan keunggulan yang sama, diantaranya

adalah 1) Kemampuan meredam panas dan suara, 2) Ketahanan terhadap api yang

lebih baik, 3) Kecepatan dan kemudahan instalasi, 4) Hemat penggunaan semen, 5)

Berat jenis yang lebih ringan daripada batu bata, 6) Dan Non finishing.

Namun, produk-produk yang sudah ada dipasaran belum ada yang secara

optimal mampu menahan gaya gempa dari dua arah, tegak lurus dinding dan sejajar

dinding.

Bata Arsitektural

Bata arsitektural adalah material penyusun dinding yang dibuat selain sebagai

pengisi rongga struktur, juga untuk menambah nilai estetika suatu bangunan. Bata

jenis ini biasanya berbentuk unik dengan warna yang menarik. Kualitas finishing

permukaan yang baik membuat material jenis ini tidak memerlukan finishing akhir.

Kelemahan dari produk bata arsitektural terletak pada desain yang hanya menekankan

pada sisi estetika tanpa memperhatikan faktor kekuatan bahan, sehingga bata

arsitektural tidak cocok digunakan untuk struktur bangunan tahan gempa.

H-Brick

H-Brick adalah pengembangan jenis Interlock block yang dikembangkan oleh

beberapa mahasiswa Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta. Interlock block ini

dirancang agar mampu menahan gaya gempa dari dua arah, tegak lurus dinding dan

sejajar dinding terdiri dari tiga lapis yang saling overlap. Lapis pertama dan ketiga

berbentuk persegi panjang berukuran 20 x 40 cm dengan tebal 3 cm. Lapis kedua

berada diantara lapis satu dan tiga berbentuk huruf H dengan ukuran 40 x 25 cm

dengan tebal 4 cm. Lapis pertama dan ketiga diletakkan sejajar, sedangkan lapis

kedua diletakkan 2.5 cm lebih tinggi, dan 5 cm lebih menyamping untuk menciptakan

lips.

Bentuk huruf H bertujuan untuk menciptakan sistem interlocking terhadap

gaya yang sejajar dengan arah dinding. Bentuk H membuat tiap segmen dinding

saling mengunci sehingga bentuk dinding tidak berubah saat menahan gaya gempa

yang terjadi bolak-balik.

Sedangkan lips difungsikan untuk menahan gaya tegak lurus arah dinding.

Kedua sistem interlocking ini akan menciptakan dinding yang kaku dan solid.

Dinding yang kaku dan solid yang dikombinasi dengan struktur rangka akan

menghasilkan bangunan dengan ketahanan gempa yang baik. Sistem Interlocking

dinding H-Brick juga dapat meminimalisasi kemungkinan kegagalan bangunan karena

runtuhnya sistem rangka akibat material struktur rangka bangunan yang jelek.

H-Brick didesain mortarless sehingga semen tidak diperlukan dalam

pemasangannya. Kait serta lips yang dalam memungkinkan pemasangan dengan

metode mortarless. Terdapat tiga macam H-Brick, yaitu H-Brick standar, Arsitektural

H-Brick, dan Half H-Brick. Detail H-Brick dapat dilihat pada gambar berikut:

Tahapan Pembuatan H-Brick

Bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan H-Brick adalah:

1. Semen.

2. Pasir.

3. Kerikil.

4. Air.

Alat yang dibutuhkan adalah:

1. Cetakan H-Brick, terbuat dari plat besi 3 mm yang dibentuk sesuai dengan

bentuk H-Brick.

2. Alat takar berbentuk kubus berukuran 20 x 20 x 20 cm.

3. Sendok semen.

4. Oli/minyak.

Tahapan pembuatan:

1. Membuat campuran beton dengan perbandingan 1 semen: 2 pasir: 3 kerikil,

kemudian tambahkan air dengan Water-Cement Ratio 0.4.

2. Siapkan alat cetak yang sudah diolesi oli/minyak pada permukaan dalamnya.

3. Sebelum dimasukkan ke dalam cetakan, adukan beton dimasukkan dulu ke

dalam alat takar sebagai kontrol volume.

4. Masukkan adukan beton dari alat takar ke cetakan H-Brick, kemudian lakukan

pemadatan secukupnya.

5. Keluarkan adukan beton dari cetakan, dan letakkan pada tempat yang bersih

dan terlindung dari sinar matahari langsung.

6. Diamkan H-Brick yang baru jadi selama satu hari, setelah itu dilakukan curing

terus-menerus selama seminggu dengan cara menyemprot dengan air

secukupnya untuk menjaga kelembaban beton sehingga tidak terjadi crack.

7. Untuk arsitektural H-Brick, langkah pembuatan yang dilakukan sama persis,

hanya saja semen yang digunakan adalah semen warna.

Ditinjau dari sisi safety, H-Brick lebih menguntungkan karena H-Brick

memang diperuntukkan untuk bangunan tahan gempa. Dari sisi estetika, H-Brick

memberikan tampilan bangunan yang lebih baik. Dari sisi kecepatan pengerjaan,

produk ini tidak memerlukan waktu pemasangan yang lama dan tidak perlu waktu

tunggu sampai semen/perekat kering.

Kedepan, diharapkan H-Brick mampu dikembangkan agar menjadi smart

material yang ikut berperan dalam dunia konstruksi nasional, terutama yang

diperuntukkan untuk rakyat.