Makalah Tekton

Universitas Syiah Kuala

Rekayasa Struktur dan Konstruksi

PENDAHULUAN

Indonesia Negara Paling Beresiko Terkena Gempa dan Tsunami di seluruh dunia,

Indonesia merupakan negara yang memiliki titik gempa terbanyak di dunia, mencapai 129 titik.

Selain itu, Indonesia merupakan negara rawan gempa terbesar di dunia yang dapat menimbulkan

gelombang tsunami yang dapat berpengaruh pada kerusakan tata kota pembangunan kita.

Indonesia termasuk salah satu Negara rawan terjadinya kebakaran dikarenakan berdirinya

bangunan, baik bangunan bertingkat rendah sampai bertingkat tinggi seperti perkantoran,

perumahan, hotel, dan lain-lain. Penyebabnya dapat bersumber dari pencetus nyala api, atau

hubungan arus listrik pendek.

Oleh sebab itu, agar pemerintahan tidak mengalami kerugian maupun terjadinya

pengrusakan pada bangunan eksisting makaterjadi pemeriksaan bangunan akibat gempa, tsunami

dan kebakaran untuk mengetahui tingkat kerusakan struktur dengan melakukan serangkaian

pemerksaan baik secara visual, pengujian elemen struktur dan uji pembebanan, sehingga

dperoleh gambaran kondisi fisik bangunan dan keandalan struktur berdasarkan sisa kekuatan

yang ada dan derajat kerusakan yang dapat digunakan sebagai dasar dalam menentukan langkah

perbaikan, perkuatan atau tindakan teknis lannya dalam upaya pemanfaatan kembali.

Seiring perkembangan dan kemajuan zaman telah banyak alat yang diciptakan untuk

konstruksi bangunan.Ada beberapa bentuk metode pengujian kekuatan tekan beton yangdapat

digunakan diantaranya pengujian-pengujian yang bersifat tidakmerusak (non destructive test),

setengah merusak (semi destructive test)dan yang merusak secara keseluruhan komponen-

komponen yang diuji (destructive test). Destructive test inilah yang paling mendekati nilai

kuattekan beton sebenarnya dimana pengujian ini harus dilakukan di laboratorium dengan

menggunakan alat compression testing machine.

Namun, ada beberapa kasus dimana tidak mungkin untuk mengujisampel beton di

laboratorium atau beberapa kasus dimana butuh pembacaan kekuatan beton secara langsung di

lapangan.Kasus-kasusseperti inilah yang pada akhirnya menggunakan nondestructive test. Hal-



halyang menjadi alasan digunakannya nondestructive test beberapadiantaranya adalah sebagai

berikut :

a. Hasil pengujian kubus atau silinder yang tidak memenuhi persyaratan seperti kuat tekan yang

terlalu rendah, sehingga diperlukan konfirmasi terhadap kuat tekan aktual yang terpasang di

lapangan.

b. Tidak dibuatnya benda uji kubus atau silinder, hal ini akibat factor kelalaian ataupun tidak

adanya perjanjian dalam pembuatan benda uji.

c. Untuk keperluan evaluasi bangunan eksisting (yang telah ada/berdiri). Evaluasi biasanya

dilakukan jika ada kemungkinan adanya perubahan kualitas struktur, yang bisa terjadi karena

accident (misal kebakaran, gempa).

d. Evaluasi juga dilakukan bila terdapat perubahan fungsi bangunan atau penambahan kapasitas

beban bangunan, misal ruang kantor yang diubah menjadi ruang arsip/perpustakaan, yang

nantinya akan merekomendasikan perkuatan struktur eksisting.

e. Adanya kerusakan akibat kesalahan pengerjaan atau ketidaksesuaian dengan spesifikasi

teknis, maupun karena faktor umur bangunan. Dari hasil evaluasi akan dapat diketahui

berapa perkiraan kapasitas struktur dan rekomendasi perbaikan yang diperlukan.

f. Untuk mengevaluasi beton hasil fabrikasi (beton pracetak) yang akandigunakan dalam suatu

struktur.

Akan tetapi hasil dari nondestructive test ini belum dapat mewakilikekuatan suatu struktur,

sehingga diperlukan hubungan/korelasi denganbeberapa pengujian kuat tekan yang lain (Mindess

et al., 2003). Kekuatankarakteristik beton saat perencanaan dan pelaksanaan umumnya

adalahhasil uji kuat tekan beton benda uji silinder atau kubus di laboratorium.Pada kenyataannya

nilai kuat tekan yang paling mendekati berasal darikuat tekan benda uji core karena sampel

didapatkan langsung darikeadaan aktual di lapangan.

Namun pengambilan sampel core dilakukanhanya pada kondisi-kondisi tertentu saja, yaitu

apabila nilai hasilcompression test silinder atau kubus di laboratorium tidak mencapai kuattekan

yang direncanakan.Keterbatasan dalam pengambilan sampel coreinilah yang menyebabkan uji

compression sampel silinder atau kubus dilaboratorium tetap menjadi standar utama dalam

mengontrol karakteristikdan kekuatan suatu struktur.



TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kerusakan Struktural Bangunan

Kerusakan yang dominan pada bangunan ini adalah kerusakan pada elemen struktural

bangunan.Elemen struktur kolom merupakan bagian yang mengalami kerusakan berat, lebih dari

80% kolombangunan mengalami kerusakan.Kerusakan yang terjadi berupa hancurnya beton

kolom bangunantersebut.Kerusakan pada kolom di masing-masing lantai dapat dilihat pada

Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Contoh Kerusakan Pada Kolom

2.2 Identifikasi kerusakan struktur

Identifikasi kerusakan komponen struktur pada bangunan yang terjadi dikelompokkan

menjadi :



a. Kerusakan ringan struktur, adalah cacat/ kerusakan/ kegagalan pada komponen struktur yang

tidak akan mengurangi fungsi layan (kekuatan kekakuan, dan daktalitas) struktur secara

keseluruhan, struktur masih dalam keadaan prima atau kondisi andal.

b. Kerusakan sedang struktur, adalah cacat/ kerusakan/ kegagalan pada komponen struktur yang

dapat mengurangi kekuatannya, tetapi kapasitas layan (kekuatan kekakuan, dan daktalitas)

struktur sebagian atau secara keseluruhan tetap dalam kondisi aman, tetapi dibawah kondisi

prima atau disebut kurang andal.

c. Kerusakan berat struktur, adalah cacat/ kerusakan/ kegagalan pada komponen struktur yang

dapat mengurangi kekuatannya,tetapi kapasitas layan (kekuatan kekakuan, dan daktalitas)

struktur sebagian atau secara keseluruhan dalam kondisi tidak aman, atau disebut tidak andal

Berdasarkan Peraturan Mentri PU nomor 19 Tahun 2006 dan kriteria persepakatan antara BNPB

dan Dep. PU, identifikasi kerusakan yaitu



Faktor penyebab kerusakan struktur bangunan yaitu

a. Rendahnya mutu bahan bangunan seperti kayu lapuk, kuat tekan beton rendah

b. Rendahnya mutu pengerjaan seperti: penggunaan aduk yang salah, besarnya bukaan pada

dinding pasangan bata, sistem sambungan tradisional yang lemah, pengecoran beton tanpa

pemadatan

c. Penggunaan bahan struktur yang tidak tepat seperti, pasangan dinding polos ( tanpa penguat

baja tulangan) difungsikan sebagai struktur pemikul beban

d. Kesalahan konfigurasi sistem struktur seperti tidak mengikuti kaidah struktur bangunan tahan

gempa

e. Lemahnya sambungan join balok kolom karena detail tulangan join tidak dilengkapi dengan

sengkang penahan gaya geser

f. Penyelesaian detail join komponen beton yang tidak sesuai dengan ketentuan bangunan tahan

gempa

g. Mutu pengerjaan yang rendah

h. Salah penyelesaian detail tulangan

i. Bangunan tradisional joglo, sistim sambungan sunduk terkait lidah alur, lemah pada sistem

sambungan antar batang komponen, mudah patah dan roboh total

j. Bangunan bertingkat yang dirancang oleh ahli bangunan mengalami rusak atau roboh total

akibat tidak mengikuti ketentuan SNI bang. Tahan gempa ( soft story, short column effect and

column share failure, short beam weak column and weak joint, strong beam weak column

and weak joint, salah detail tulangan karna tidak mengikuti ketentuan SNI, kurangnya

sengkang penahan geser dan pengekang di inti join)

Kerusakanakibat faktor alam pada gedung yang harus diperhatikan secara khusus adalah

pada bagian struktur.Struktur paling berat menahan beban gedung. Hal ini dikarenakan semua

berat dan beban akan disalurkan juga ditahan oleh struktur. Sebagian besar struktur gedung

terbuar dari beton bertulang.Oleh sebab itu beton bertulang pada struktur ini perlu dianalisis

secara tuntas.



Menurut Mustopo (1988), kajian kerusakan yang harus diperhatikan dalam menentukan pola

kerusakan meliputi empat keadaan yaitu, sebagai berikut:

1. Pengamatan lapangan.

2. Informasi dan catatan-catatan.

3. Pengujian struktur berupa destructive, non destructive dan semi destructive.

4. Diagnosa penyebab kerusakan.

Menurut Tamim, (1988), identifikasi perbaikan beton bertulang adalah sebagai berikut:

1. Retak, ialah pecah pada beton dalam garis-garis yang relatif panjang dan sempit.

2. Lubang, ialah lubang yang relative dalam dan lebar pada beton.

3. Kelupas dangkal pada permukaan beton.

Menurut Bambang Suhendro, (2003) Crack dibedakan menjadi 3 macam adalah sebagai

berikut:

1. Retak kecil : lebar < 0,5 mm.

2. Retak sedang : lebar1,2 mm..

Spalling dibedakan menjadi 3 macam adalah sebagai berikut:

1. Terkelupas ringan : dalam < 20 mm.

2. Terkelupas sedang : dalam>20 mm, baja tulangan belum kelihatan.

3. Terkelupas berat : dalam>20 mm, baja tulangan sudah kelihatan.



PEMBAHASAN

3.1 Metode Non Destructive Test

3.1.1 Probe Penetration

Probe penetration test menggunakan sebuah alat tembak yangdidesain khusus untuk

menembakkan sebuah batang besi (probe) sampaimenembus ke dalam beton.Kedalaman

penetrasi dari batang besitersebut mengindikasikan nilai kekuatan beton yang diuji. Metode ini

hampir sama dengan hammer test, yang membedakan adalah gaya impact(tumbukan) probe

terhadap beton lebih besar daripada plunger padahammer test. Pengujian dengan metode ini dapat

dilihat pada Gambar 3.1

(Sumber : ACI Committee 228 Report) Gambar 3.2 Contoh alat probe penetration

Gambar 3.1 Ilustrasi probe penetration test

Standar atau prosedur yang mengatur metode ini ada pada ASTM C803/C 803M), dimana

disyaratkan :

1. Energi kinetik awal dari probe mempunyai nilai yang konsisten.

2. Koefisien dari variasi kecepatan keluarnya probe pada saat ditembak tidak lebih dari 3%

berdasarkan 10 kali tes yang disetujui metodeballistic.



Hal yang paling mempengaruhi nilai kekuatan suatu beton yangdihasilkan dengan metode ini

adalah kekerasan dari aggregat kasarnya(ACI Committee Report). Seperti yang terlihat pada

Gambar 3.3

(Sumber : ACI Committee 228 Report)

Gambar 3.3 Efek dari tipe aggregat dalam hubungan antara kuat tekan beton

dengan kedalaman penetrasi Probe

3.1.2 Pull Out Test

Pull out test adalah metode yang digunakan untuk mengukur besarnya gaya maksimum yang

dibutuhkan untuk mencabut logam/besi yang ditanam ke dalam suatu beton. Logam ini dapat

ditanam sebelum maupun sesudah proses casting. Menurut Malhotra (1991) kuat tekan beton

yang dihasilkan oleh pull out test adalah 20% dari kuat tekan yang dihasilkan oleh uji

compression.

Standar atau prosedur dalam menggunakan metode ini dapat dilihat pada ASTM C 900,

dimana disyaratkan :

1. Kedalaman penanaman logam (embement depth) dan ukuran diameterhead (d1) haruslah

sama, tetapi tidak ada persyaratan mengenai berapabesarnya.

2. Besarnya diameter antara kedua reaction ring (d2) bisa antara 2sampai 2,4 kali dari besarnya

head.

3. Dari kedua syarat di atas, dapat diketahui bahwa apex anglenyaberkisar antara 540 dan 700.




Gambar 3.4 Ilustrasi pull out test

Gambar 3.5 Contoh pengujian cabut dengan alat Proceq Edm Electromotor

3.1.3 Ultrasonic Pulse Velocity

Ultrasonic pulse velocity adalah metode yang digunakan untukmengukur kecepatan hantaran

dari gelombang (pulse velocity) ultrasonic yang melewati suatu beton.Standar atau prosedur

dalam menggunakanmetode pengujian ini dapat dilihat pada ASTM C 597.

Alur yang terjadi pada saat pengujian ini dilakukan adalah sebagaiberikut (ACI Committee

Report) :



1. Sebuah pengirim gelombang mengirimkan sebuah gelombangtegangan tinggi berdurasi

pendek kepada sebuah transducer.

2. Pada saat yang sama sebuah pengukur waktu elektrik menyala.

3. Gelombang ultrasonic tersebut dihantarkan melalui viscous coupling fluid, yang kemudian

masuk menjalar ke dalam beton dan diterimaoleh sebuah receiver transducer.

4. Ketika gelombang tersebut diterima, alat pengukur waktu elektrik secara otomatis mati, dan

memperlihatkan waktu yang dibutuhkangelombang tersebut dari mulai dikirim sampai

dengan diterima.

5. Waktu inilah yang mengindikasikan berapa kekuatan beton tersebut.

Skema alur ini dapat dilihat pada Gambar 3.6


Gambar 3.6 Skema pengujian ultrasonic pulse velocity


Gambar 3.7 Skema contoh hubungan antara pulse velocity dengan

compressive strength



Prinsip kerja alat ini memanfaatkan rambatan gelombang pada medium tertentu (dalam hal

ini elemen beton).

Gambar 3.8 Contoh Alat UPV

Foto di atas menampilkan alat PUNDIT (Portable Ultrasonic Non-destructive Digital

Indicating Tester). Jika Schmidt Hammer berbasis analog dan mengandalkan kinerja mekanis

(pantulan massa), maka alat ini merupakan perlatan elektronis. Foto pertama adalah unit

utamanya, mencakup prosesor dan display bacaan (unit ini yang akan membangkitkan

gelombang), sedangkan foto kedua adalah unit sensor (sebagai transmitter dan receiver

gelombang) yang nantinya ditempelkan ke permukaan beton (bulatan warna biru) dan beberapa

kabel. Terlihat juga di foto kedua silinder metal panjang dan kaleng isi pelumas (grease).

Cara kerja peralatan ini adalah dengan menempelkan unit sensor (bulatan biru, foto kedua) ke

permukaan beton, yang akan memancarkan gelombang dari transmitter dan menuju ke receiver.

Waktu rambat gelombang tersebut, akan ditampilkan dan bisa dibaca pada display (unit dalam

kotak, foto pertama). Saat unit sensor ditempelkan ke permukaan beton, harus terjadi kontak

yang sempurna antara keduanya agar gelombang bisa merambat sempurna. Karena beton dan

unit sensor sama-sama bersifat padat/keras, maka kemungkinan akan terdapat celah/rongga



antara keduanya. Oleh sebab itu digunakan medium gel (misal memakai grease/vaselin) yang

nantinya menjadi perantara dan memastikan bahwa terjadi kontak sempurna antara kedua bidang

permukaan (beton dan unit sensor).Sedangkan silinder metal/besi digunakan untuk kalibrasi alat

sebelum digunakan (lihat foto di bawah ini), dengan mempertimbangkan sifat besi yang

cenderung homogen materialnya.

Gambar 3.9Contoh kalibrasi alat UPV

Penempatan unit sensor (lihat gambar di bawah) bisa secara direct( unit sensor pada

permukaan yang saling berlawanan, a), semi-direct (unit transmiter dan receiver saling tegak

lurus, b), atau indirect (sensor pada permukaan yang sama, c). Metode direct adalah yang paling

akurat, sedangkan metode lain akan membutuhkan koreksi. Foto-foto pengujian berikut

menampilkan pengujian dengan metode indirect.



Gambar 3.10 Penempatan Unit Sensor

Dengan mengetahui jarak antara dua unit sensor tersebut (yang memenuhi batasan minimum)

dan waktu rambat gelombang (dari bacaan display), bisa diperoleh kecepatan rambat gelombang

pada beton yang diuji/diamati.Nah, pemanfaatan data kecepatan rambat gelombang ini bisa

bervariasi.Tuntutan yang paling diinginkan adalah korelasi dengan kekuatan beton (nilai kuat

tekan).Namun ingat pula bahwa material beton sebenarnya bersifat heterogen dalam sudut

pandang medium perambatan, karena terdiri dari kerikil/agregat (bisa bervariasi macam dan

ukurannya) dan pasta semen, selain itu juga tergantung dari campurannya. Campuran beton yang

satu dengan lainnya (walaupun dengan kuat tekan relatif sama) belum tentu bisa menghasilkan

bacaan yang sama, belum lagi jika mempertimbangkan faktor kondisi lingkungan dan umur



beton di lapangan. Akan lebih baik jika terdapat sampel lab yang berfungsi sebagai kalibrasi

dengan beton di lapangan namun harus dengan campuran yang sama atau mendekati dengan

keadaan in-situ, tapi ini pun pasti tidak mudah. Faktor lain adalah adanya pengaruh tulangan

(medium rambatan gelombang menjadi berubah) dan adanya crack/retakan.

Kalau yang disebut terakhir tadi (crack) justru bisa dideteksi dengan peralatan ini. Intinya, pada

daerah crack maka gelombang akan merambat melalui udara (medium berbeda), yang akan

mengakibatkan perubahan waktu tempuh dan akhirnya adalah menghasilkan kecepatan rambat

yang berbeda. Dengan membandingkan dengan kecepatan rambat di lokasi tanpa crack, maka

bisa dilokalisir tempat yang diduga terdapat retakan, termasuk pula perkiraan kedalaman crack.

Namun harap diketahui pula jika retakan terisi oleh air, maka hal ini bisa menjadi tidak

akurat.Pengaruh perubahan kecepatan juga bisa difungsikan untuk mengukur tingkat

keseragaman/homogenitas material beton eksisting (terutama pada beton precast), dan juga

perkiraan ketebalan elemen misal slab serta modulus elastis material.Beberapa fungsi yang

disebut dalam paragraf inilah sebenarnya yang lebih cocok diterapkan dalam penggunaan alat.

3.1.4 Rebound Hammer

3.1.4.1 Rebound Hammer Manual

Metode pengujian ini dilakukan dengan memberikan beban impact(tumbukan) pada

permukaan beton dengan menggunakan suatu massayang diaktifkan dengan menggunakan energi

yang besarnya tertentu.Jarak pantulan yang timbul dari massa tersebut akibat tumbukan

yangterjadi dapat memberikan indikasi kekerasan beton tersebut. Standar atauprosedur dalam

menggunakan metode pengujian ini dapat dilihat pada :

a) ASTM C 805 (North American Standard)

b) EN12504-2 (European Standard)

c) JGJ/T 23-2001 (Chinese Standard)

d) BS 1881, part 202 (British Standard)

e) DIN 1048 Part 2 (German Standard)




Report) :

1. Plunger diposisikan secara tegak lurus pada permukaan beton.

2. Ketika badan alat ditekan ke beton, pegas yang menghubungkanantara hammer (sistem

massa) dengan badan alat menjadi memanjang.

3. Dan ketika penekanan terjadi secara sempurna, latch (palang penahan) terlepas, dan pegas

tersebut menarik sistem massa menuju beton.

4. Sistem massa tersebut menumbuk bahu plunger dan kemudian memantul.

5. Sistem massa yang memantul menggerakkan sebuah indikator geser,yang mana indikator

tersebut mencatat nilai rebound.



Gambar 3.11Skema ilustrasi pengujian rebound hammer

Pada pengujian hammer, nilai rebound hanya dipengaruhi betonyang berada di dekat

plunger. Plunger yang diletakkan di atas partikelaggregat keras akan menghasilkan nilai rebound

yang tinggi, sedangkanjika plunger diletakkan di atas aggregat lunak dan mempunyai

ronggaudara yang besar akan menghasilkan nilai rebound yang rendah. Dalammengatasi hal ini,

maka disyaratkan mengambil 10 nilai rebound denganjarak 2,5 cm untuk tiap tembakan pada



tiap tes area. Beton yang akandites harus mempunyai ketebalan 100 mm (4 in) dan harus

mempunyaikekakuan yang cukup.Secara umum alat ini bisa digunakan untuk:

a) Memeriksa keseragaman kualitas beton pada struktur.

b) Mendapatkan perkiraan kuat tekan beton.

Perlu diperhatikan juga bahwa sesuai prinsip kerjanya yang berupa pantulan pada permukaan

beton, maka sebenarnya nilai bacaan tersebut adalah representasi pada permukaan saja dan

belumlah mewakili sifat keseluruhan elemen betonnya.Kalibrasi terhadap sampel laboratorium

dengan sifat yang bisa mendekati beton yang diuji di lapangan (yang tentu juga tidak mudah)

juga diperlukan demi akurasi pengukuran. Selain itu, nilai bacaan juga akan dipengaruhi oleh

beberapa faktor yaitu.:

a. pengaruh agregat (pantulan pada daerah yang dekat dengan agregat akan memberikan nilai

bacaan yang lebih tinggi dibanding pada mortar/pasta);

b. kemungkinan adanya keropos di dalam elemen beton yang diuji (yang akan menunjukkan

nilai bacaan rendah);

c. kekeringan permukaan (permukaan basah memberikan nilai yang lebih kecil); variasi

campuran beton;

Oleh karena itu, jika pengujian ini dimaksudkan untuk mendapatkan representasi nilai kuat

tekan beton aktual, maka sebaiknya juga didampingi dengan metode pengujian lainnya sebagai

pembanding.

Kelebihan hammer test :

a) Murah.

b) Pengukuran bisa dilakukan dengan cepat.

c) Praktis (mudah digunakan).

d) Tidak merusak.

Kekurangan hammer test :

a) Hasil pengujian dipengaruhi oleh kerataan permukaan, kelembaban beton, sifat dan jenis

agregat kasar, derajat karbonisasi dan umur beton. Oleh karena itu perlu diingat bahwa beton

yang akan diuji haruslah dari jenis dan kondisi yang sama.



b) Hanya memberikan informasi mengenai karakteristik beton padapermukaan.

3.1.4.2 Rebound Hammer Digital

Secara umum sistem kerja hammer digital hampir sama denganhammer manual. Hanya saja

hammer digital memiliki beberapakelebihan khusus, diantaranya :

1. Tidak memerlukan faktor koreksi terhadap arah tembakan, arahvertikal maupun horisontal

tidak mempengaruhi nilai yang dihasilkan.Hal ini dikarenakan hammer digital tidak

menggunakan lagi system massa seperti pada hammer manual.

2. Penembakan pada satu titik (misal: sembilan pembacaan) bias dilakukan continue tanpa jeda.

Kemudian menghasilkan satu nilaimean (nilai rata-rata) atau median (nilai tengah) yang

dapat dipilihsalah satu.

3. Memiliki option menu untuk memasukkan kedalaman karbonasiataupun faktor bentuk benda

uji, yang tentu saja mempengaruhi nilaiyang dihasilkan.

4. Dapat mengkonversi nilai rebound (R-value) secara otomatis terhadapsatuan pengukuran

yang diinginkan (N/mm2, kg/cm2, psi).

5. Dapat merekam banyak penembakan sekaligus (1000 pembacaan) yang tersimpan dalam

memory hammer tersebut. Kemudian dapatditransfer ke dalam komputer untuk digunakan

lebih lanjut.

6. Dapat digunakan untuk mengukur kekuatan beton muda dengan menggunakan plunger yang

didesain khusus, yaitu mushroom plunger.



Gambar 3.12Contoh alat hammer manual dan digital dari proceq

3.1.5 Break Off Number

Break off number adalah metode yang digunakan dengan caramengukur gaya maksimum

yang dibutuhkan untuk memutus (break off)bagian bawah sebuah core silinder dalam suatu slab

beton. Standar atauprosedur dalam menggunakan metode pengujian ini diuraikan padaASTM C

1150.


Report) :

1. Membuat core pada suatu bagian struktur. Pada existing building, coredidapatkan dengan

cara seperti core drill biasa tetapi bagian bawahcore tidak boleh terputus. Sedangkan pada



new construction, core bias didapatkan dengan cara menaruh tabung silinder pada bagian

strukturyang akan dicor.

2. Membuat counter bore pada salah satu sisi core, kemudian memasangsuatu alat loading di

dalam counter bore tersebut. Alat loadingtersebut terhubung dengan sebuah pompa hidrolis

dan pengukurtekanan.

3. Kemudian pengujian dilakukan dengan cara memompa cairan hidrolis ke alat loading secara

perlahan-lahan, sehingga menimbulkan gaya tekan horisontal terhadap core sampai dengan

bagian bawah core terputus. Gaya yang dibutuhkan untuk memutus (break off) core

inilahyang mengindikasikan nilai kuat tekan struktur tersebut.



Gambar 3.13Skema ilustrasi pengujian break off test

3.1.6 Cast In Place Cylinders

Cast in place cylinders adalah metode yang digunakan dengan caramendapatkan benda uji

silinder dari slab beton yang baru dicor tanpamelakukan pengeboran seperti core drill. Standar

atau prosedur dalammenggunakan metode pengujian ini dapat dilihat pada ASTM C 873.


Report) :

1. Memasukkan cetakan silinder ke dalam slab beton yang akan dicor.Kemudian setelah

mengeras dan berumur cukup, cetakan silinderdiangkat keluar.



2. Silinder yang didapat, diuji dengan mesin compressive test biasa.Sehingga nilai kuat tekan

yang dihasilkan tidak perlu dikonversiterhadap kuat tekan sesungguhnya seperti pada metode

NDT lain.

3. Tentu saja metode ini meninggalkan lubang yang cukup besar padastruktur yang diuji.


Gambar 3.14Cetakan dan pendukung yang didesain khusus untuk metode

cast in place cylinders

Perbandingan atau perbedaan dari beberapa pengujian non

destructive test dapat dilihat pada Tabel 3.1 di bawah ini.

Tabel 3.1 Perbandingan antara beberapa non destructive test



(Sumber : Hasil dari beberapa penelitian yang telah dilakukan sebelumnya)



Masing-masing NDT juga mempunyai kisaran besar kuat tekanatau limit yang dapat dipikul,

seperti terlihat pada Tabel 3.2 dibawah ini.

Tabel 3.2 Besaran kuat tekan yang dapat dipikul oleh metode

non destructive test

3.1.7 Microcrackmeter

Kalau yang ini sebenarnya bukan termasuk kategori pengujian, namun sebatas hanya

pengamatan visual saja.Sesuai namanya, alat ini berfungsi untuk menentukan lebar retakan

(crack) pada permukaan elemen beton.

Gambar 3.15Contoh gambar Microcrackmeter



Retakan yang diamati di sini adalah yang berukuran kecil/lembut.Yang digaris merah pada

gambar kedua di atas itu dari spidol, bukan lebar retakannya, untuk kemudahan pencatatan

saja.Pengamatan retakan bisa bertujuan untuk keperluan evaluasi (misal perbandingan terhadap

batasan ijin lebar retak) ataupun untuk perkiraan volume injeksi pada retakan (bila nantinya

diperlukan perbaikan misal dengan grouting).

3.1.8 Rebar Locator (Covermeter)

Pengujian ini bertujuan antara lain untuk mendeteksi tulangan dalam elemen beton, dan juga

ketebalan selimut beton (concrete cover). Seperti terlihat di gambar berikut, bentuknya cukup

kompak dan mudah dibawa atau ditenteng.Ada unit display (kotak besar merah, ada judulnya

Profometer 4) dan kotak di sampingnya adalah unit sensornya.

Gambar 3.16Contoh gambar Covermeter

Prinsip alat ini adalah memanfaatkan medan elektromagnetik, yang mudah terpengaruh oleh

adanya metal/logam, dalam hal ini adalah berupa tulangan baja di dalam beton. Lebih mudahnya

seperti detektor logam.

Untuk mendeteksi tulangan, unit sensor ditempelkan pada permukaan beton lalu digeser

perlahan sambil diamati bacaan di display. Arah gerakan adalah tegak lurus pada sumbu tulangan



yang akan dideteksi. Khusus pada alat tipe Profometer ini, akan terdengar nada sinyal bila sensor

mendeteksi keberadaan tulangan, yang selanjutnya posisi/titik ini ditandai. Posisi scanning bisa

vertikal maupun horizontal.

Gambar 3.17Pengujian di lapangan

Berikutya dilakukan scan serupa dari arah berlawanan, sehingga didapatkan posisi/titik

berikutnya. Jarak antara dua titik ini yang merupakan perkiraan dari diameter tulangannya.Jika

scanning dilakukan dari tepi elemen, maka jarak dari tepi ke titik pertama terdengar sinyal

adalah tebal selimut betonnya.



Gambar 3.18Pengujian di lapangan

Dari hasil beberapa scanning ini bisa dibuat gambaran perkiraan posisi tulangan dan

diameternya, seperti gambar di atas.Selain untuk mencocokkan dengan data-data gambar/laporan

(bila ada), pengujian (atau lebih tepatnya pengamatan) ini juga berfungsi sebagai pendahuluan

sebelum pengambilan beton inti (core case/drill) agar pemotongan nantinya tidak mengenai

tulangan. Seperti pada peralatan lainnya, tentu alat ini juga akan membutuhkan kalibrasi.

Kalibrasi yang paling baik tentu saja bila ada pembanding langsung di lapangan, misal sampel

inti beton, sehingga bisa diketahui diameter yang ada dan tebal selimut.

Meskipun kelihatan canggih dan praktis, namun perlu diperhatikan juga keterbatasan alat ini,

yaitu antara lain dalam beberapa kondisi berikut :

Deteksi hanya bisa dilakukan sebatas tulangan teluar saja, sehingga bila terdapat beberapa

lapis tulangan, maka lapis tulangan yang dalam tidak bisa terdeteksi dengan baik, termasuk

dalam hal ini adalah pengaruh overlap/sambungan lewatan dan bundel tulangan

Jarak antar tulangan yang terlalu rapat, sehingga bisa mempengaruhi akurasi

pembacaan/perkiraan diameter tulangan

Pengaruh dari kandungan besi dalam agregat yang berlebih, atau penggunaan jenis semen

yang khusus



3.2 Metode Semi Destructive Test

3.2.1 Core Drill

Pengujian core adalah metode yang secara langsungmendeterminasi kekuatan beton yang

sebenarnya pada suatu struktur.Umumnya core diperoleh untuk mengevaluasi dan menilai

apakahkekuatan suatu struktur beton sesuai dengan mutu yang direncanakan,karena sampel core

itu sendiri diambil secara langsung dari struktur yangdiamati (ACI 214.4R-03).Standar atau

prosedur dalam menggunakanmetode pengujian ini dapat dilihat pada ASTM C 42.

Walaupun core terlihat sangat mewakili kekuatan suatu strukturdaripada benda uji silinder

yang dicetak terpisah, tetapi menurut ACI214.4R-03 ada beberapa faktor koreksi yang harus

diwaspadai dalammenggunakan metode core testing. Faktor-faktor tersebut adalah :

1. Length to diameter ratio (l/d). Ukuran standar l/d adalah 2, jika l/d 2maka kuat tekan dari

core tersebut harus dikenai faktor koreksi.Faktor koreksi ini diatur dalam ASTM C 42/C

42M maupun BS 1881seperti terlihat pada tabel 3.3 di bawah ini.

Tabel 3.3 Faktor koreksi length to diameter ratio

2. Diameter, ukuran diameter standar yang biasa digunakan adalah 100 dan 150 mm (4 dan 6

in). Selain kedua ukuran tersebut, ada juga ukuran 50 mm (2 in) yang mana menurut Bartlett

and MacGregor (1994) kuat tekan core 50 mm bernilai 6% lebih kecil daripada ukuran core

standar 100 mm.

3. Moisture condition, perbedaan kondisi kelembaban memberikan pengaruh yang cukup

signifikan pada kuat tekan core. Core yang langsung dikeringkan di udara terbuka

mempunyai kuat tekan 1014% lebih tinggi daripada core yang direndam terlebih dahulu 40

jam sebelum pengujian.



4. Presence of reinforcing bars or other inclusions. Adanya tulangan yang ikut terpotong di

dalam core menimbulkan efek yang tidak bias diukur, hal ini sesuai aturan ASTM C 42 yang

melarang adanya tulangan di dalam core. Dan hasil kuat tekan yang diperoleh dari core

tersebut tidak boleh digunakan.

5. Coring direction, pengeboran yang dilakukan secara horizontal menghasilkan kuat tekan

yang lebih rendah dibandingkan denganpengeboran vertikal. Hubungan lekatan aggregat

mortar lemah padabagian bawah aggregat akibat bleeding, sehingga core dari

pengujianhorisontal ketika diuji tekan akan lebih cepat hancur. Hal inidikarenakan posisi

lekatan yang lemah berada sejajar dengan gayatekan pada saat pengujian.

(Sumber : ASTM STP 169D, 1994)

Gambar 3.19Pola kelemahan akibat bleeding (a) core vertikal dan

(b) core horizontal

Selain faktor koreksi yang telah disebutkan di atas, menurut ACI214.4R-03 dan Bartlett and

Macgregor(1994) ada juga faktor-faktor lainyang cukup mempengaruhi hasil kuat tekan core.

Faktor-faktor tersebutadalah :

1. Timbulnya rongga-rongga udara yang terlalu banyak, akibat tidakbaiknya proses konsolidasi

yang dapat menyebabkan menurunnyakuat tekan core.

2. Proses pengeboran yang mungkin menyebabkan kerusakan pada coremaupun struktur yang

dibor, sehingga menurunkan nilai kuat tekancore. Salah satu kerusakan yang mungkin terjadi

adalah terlepasnyaikatan aggregat dengan mortar akibat getaran pengeboran.

3. Lokasi pengeboran, core yang diambil pada bagian atas struktur akanmenghasilkan nilai

yang lebih rendah dari core yang diambil padabagian bawah struktur. Hal ini dikarenakan

aggregat lebih banyaktertumpuk pada bagian bawah struktur. Pada penelitian yangdilakukan



Bartlett and Macgregor (1994) dengan benda uji slab 16 in(400 mm), disimpulkan bahwa

core yang diambil dari bagian bawahslab bernilai 17% lebih tinggi daripada core bagian

atas slab.

4. Microcracking atau keretakan kecil pada suatu struktur akanmenyebabkan core yang diambil

dari struktur tersebut mengalamipenurunan nilai kuat tekan. Microcracking ini umumnya

disebabkan oleh beban yang telah diterima oleh struktur ataupun deformasi yangterjadi pada

struktur tersebut.

3.2.1 Pengambilan Sampel Core/Inti Beton

Gambar 3.19 Sample Core pada beton

Salah satu pengujian secara destruktif adalah dengan mengebor elemen beton dengan alat

khusus sehingga didapatkan silinder inti (core, seperti gambar di atas) yang kemudian akan dites

kuat tekannya di laboratorium (dengan mempetimbangkan faktor koreksi dimensi). Lokasi

pengujian harus dipilih sedemikian rupa sehingga kerusakan yang ditimbulkan tidak akan terlalu

banyak mempengaruhi kekuatan struktur (misal tidak mengenai tulangan utama/pokok). Disini

bisa saja digunakan bantuan dari alat covermeter seperti yang telah diuraikan di atas, guna

mengetahui perkiraan lokasi yang aman.Contoh bentuk mata/ujung bornya seperti pada foto

berikut.



Gambar 3.20 Sample silinder

Tergantung pada lokasinya, silinder inti yang diambil bisa berukuran (diameter) kecil atau

besar. Untuk elemen semacam balok dan kolom (elemen yang ukurannya relatif

kecil/langsing/slender), maka penggunaan bor ukuran kecil 40-50 mm akan lebih cocok. Pada

pengambilan beton inti pada elemen seperti pelat yang cukup luas, bisa digunakan diameter yang

lebih besar (150 mm). Foto pertama di bawah judul di atas adalah hasil pengambilan inti

diameter besar, sedangkan dua foto berikut menunjukkan proses pengeboran inti untuk diameter

kecil (atas) dan besar (bawah).

Gambar 3.21 Sample di lapangan



Saat proses pengeboran perlu diperhatikan adanya suplai air yang kontinyu sebagai

pendingin mata bor dan juga sebagai pembersih kotoran hasil pengeboran agar tidak

mengganggu putaran ujung bor. Pengambilan sampel dilakukan setelah pengeboran mencapai

kedalaman tertentu, yang tentu saja harus melebihi tebal selimutnya/beton bagian luar alias

sampai bagian dalam/inti. Kedalaman pengeboran selain menyesuaikan dengan kebutuhan, perlu

dicermati juga nilai rasio diameter terhadap tinggi sampel (alias kedalaman pengeboran) di

kisaran angka 1,0-2,0 dan juga rasio diameter inti terhadap ukuran maksimum agregat sekitar

nilai 3. Pada elemen pelat, pengeboran bisa saja dilakukan sampai menembus total, sehingga bisa

teramati pula ketebalan pelat yang sebenarnya, termasuk lapisan lain seperti aspal/overlay pada

lantai jembatan atau pavement. Selain itu, pengeboran bisa saja dilakukan sampai mengenai

tulangan, asal di daerah tersebut bukan merupakan lokasi gaya atau tegangan maksimum. Dalam

hal ini maka dari hasil sampel inti juga bisa diketahui lokasi, diameter termasuk kondisi tulangan

yang ada.

Setelah pengeboran selesai, maka akan didapatkan sampel inti beton seperti pada beberapa

foto berikut ini. Foto yang atas adalah contoh inti diameter kecil, dengan lapisan hitam adalah

waterproofing karena merupakan hasil pengambilan contoh pelat dak.Foto sebelah bawah

menunjukkan inti diameter besar sekaligus nampak pula lubang hasil pengeborannya. Kalau

yang ini adalah hasil pengeboran pada lantai jembatan sehingga akan terbawa pula lapisan aspal

di atasnya.




Dokumentasi terhadap sampel (dan lubang jika diperlukan) perlu dilakukan setelah selesai

pengeboran, misal dengan pengambilan foto atau gambar sketsa terhadap bentuk sampel dan

crack/retakan bila ada termasuk detail lain yang akan membantu dalam proses analisis di

laboratorium nantinya. Sketsa atau keterangan lokasi relatif titik pengambilan sampel pada

struktur keseluruhan juga diperlukan. Pada tiap sampel diberikan pula nomor atau keterangan

lain untuk keperluan identifikasi sampel. Oh ya, lubangnya jangan lupa segera ditutup kembali,

umumnya memakai mortar low atau non-shrinkage.


3.3 Metode Destructive Test

3.3.1 Compression Test

Nilai kekuatan beton diketahui dengan melakukan pengujian kuattekan terhadap benda uji

diantaranya silinder (=15 cm, h=30 cm)ataupun kubus (15x15x15 cm) pada umur 28 hari yang

dibebani dengangaya tekan sampai mencapai beban maksimum. Beban maksimumdidapat dari

pengujian dengan menggunakan alat compression testingmachine.Standar yang digunakan ialah

ASTM C-39 untuk benda ujisilinder dan BS-1881 Part 115; Part 16 untuk benda uji kubus.



Gambar 3.24 Test Benda Uji

Pengujian yang dilakukan di laboratorium terhadap sampel beton inti umumnya adalah

pengujian kuat tekan. Prinsipnya sama dengan pengujian silinder beton seperti biasa, namun

perlu diperhatikan juga terutama dimensi sampelnya. Untuk sampel yang berukuran kecil, jika

sampel cukup panjang atau tinggi maka bisa saja benda uji dipotong menjadi 2 misalnya

sehingga akan didapatkan 2 benda uji dari satu sampel (dengan syarat rasio diameter : tinggi

minimum 1,0). Masing-masing ujung juga perlu dipotong dan diratakan.Dengan adanya variasi

dimensi dan rasio terhadap tingginya, maka pada perhitungan perlu diberikan faktor koreksi,

termasuk bila dalam sampel ikut nimbrung juga baja tulangannya.

Sebelum dilakukan pengujian kuat tekan, akan diperlukan juga pengamatan visual terhadap

sampel. Kemungkinan adanya crack (atau malah pola retak yang ada jika pengambilan sampel

memang sengaja diambil di daerah/elemen yang mengalami retakan), kekompakan material

beton berupa kerikil dan pasta semen (kemungkinan adanya pori/lubang), ketebalan elemen

(misal pada pelat) dan material lain seperti aspal bila ada, kondisi tulangan (diameter, tingkat

korosi) bila memang ada alias ikut terambil dalam sampel adalah beberapa hal yang bisa diamati

sebagai bahan pertimbangan untuk hasil uji kuat tekan. Selain pengujian kuat tekan, bisa juga

dilakukan pengamatan atau pengujian lain bila diperlukan, misal uji kimia, berat jenis.



3.4 Beberapa Penelitian Yang Telah Dilakukan Sebelumnya

3.4.1 Penelitian olehY. Tanigawa, K. Baba, dan H. Mori

Dengan judul Estimation of Concrete Strength by Combined NonDestructive Testing

Method.

Metode NDT yang digunakan pada penelitian ini adalah Schmidthammer dan ultrasonic

pulse velocity. Ada tiga tujuan yang ingin dicapaidalam penelitian ini, yaitu :

1. Mengetahui pengaruh dari FAS, kondisi curing, umur beton,perbandingan volume campuran

beton, dan tipe aggregat padapengujian tehadap kedua metode tersebut.

2. Mengetahui akurasi estimasi kuat tekan dari kedua metode tersebut,dan memilih persamaan

(rumus) yang paling tepat untuk membangunhubungan kuat tekan perkiraan (schmidt

hammer &pulse velocity)dengan kuat tekan sesungguhnya (compression test).

3. Mengetahui apakah persamaan (rumus) yang didapat dapatdiaplikasikan pada evaluasi kuat

tekan yang sesungguhnya.

Hasil dan kesimpulan yang didapat pada penelitian ini adalah :

1. Pada Schmidt hammer; nilai rebound meningkat seiring denganmeningkatnya umur dan

perbandingan volume aggregat kasar, tetapinilai rebound menurun seiring dengan

meningkatnya FAS. Nilairebound yang lebih tinggi didapat pada beton dengan water

curingdaripada dengan air curing.

2. Pada pulse velocity; terjadi hal yang hampir sama seperti Schmidt hammer.

3. Akurasi estimasi kuat tekan dapat ditingkatkan dengan mengkombinasikan penggunaan

metode schmidt hammer dan pulsevelocity.

4. Kuat tekan beton hampir dapat diestimasi secara akurat dengan menggunakan persamaan :

Fc = k1R + k2Vpc + C (linear) (3.1)

Log (Fc) = k1R + k2Vpc + C (logaritma) (3.2)

Dimana : Fc = kuat tekan,

R = rebound,

Vpc = pulse velocity,



k dan C = konstanta empiris.

5. Pada campuran beton standar, menggunakan ordinary Portland cement, pasir kali dan batu

kali (ukuran max 20 mm). Dengan berat semen = 300kg/m3, dan volume aggregat kasar =

390 l/m3. Didapatkanpersamaan :

Fc = kR + 22Vpc 94 (3.3)

Dimana, k = faktor koreksi akibat umur beton.

k = 1 untuk umur di bawah 13 minggu

k = 0,9 untuk umur di atas 26 minggu

3.4.2 Penelitian olehYun Et Al

Dengan judul Comparative Evaluation of Nondestructive TestMethods for In-Place Strength

Determination.

Metode NDT yang digunakan pada penelitian ini adalah reboundhammer, ultrasonic pulse

velocity, pull out test, probe penetration, danCapo (cut and pull out). Menggunakan compression

test silinder dan coresebagai control atau acuan. Tujuan dalam penelitian ini

adalahmembandingkan hasil yang didapat dari masing-masing metode, danmembuat grafik

hubungan antara metode tersebut terhadap kuat tekancompression.

Hasil dan kesimpulan yang didapat dalam penelitian ini adalah :

1) Kuat tekan yang dihasilkan dari metode NDT lebih besar 2-5 kali dari kuat tekan

compression, kecuali untuk metode pull out test.

2) Volume aggregat kasar dan ukurannya memberikan efek terhadap koefisien variasi nilai kuat

tekan metode NDT, kecuali pulse velocity.

3) Untuk metode pull out test, probe penetration, Capo dibutuhkan jumlah pengujian yang lebih

banyak jika beton mengandung aggregate > 25 mm.

4) Terbentuk hubungan (grafik) yang baik antara kuat tekan NDT dengan kuat tekan

compression.



5) Derajat korelasi yang terbentuk paling baik dari pull out test, diikuti Capo, kemudian

rebound hammer, probe penetration, dan terakhir pulse velocity.

6) Metode yang paling baik untuk memprediksi kuat tekan beton muda adalah pull out test.

7) Metode yang baik untuk memprediksi beton dengan umur yang cukup adalah Capo, probe

penetration, dan rebound hammer, tetapi tentu saja setelah tercipta grafik korelasi terhadap

kuat tekan compression silinder dan core.

8) Pulse velocity sangat baik digunakan untuk mengevaluasi keseragaman beton dan juga

mengevaluasi dimana daerah yang rusak dari suatu struktur.

3.4.3 Penelitian olehKarim W. Nasser dan Akthem A. Al-Manaseer

Dengan judul Comparison of Nondestructive Tester of HardenedConcrete.Metode NDT

yang digunakan pada penelitian ini adalah reboundhammer, ultrasonic pulse velocity, pull out

test, probe penetration, danpin penetration. Menggunakan compression test silinder sebagai

controlatau acuan. Tujuan dalam penelitian ini adalah membandingkan hasilyang didapat dari

masing-masing metode, dan membuat grafik hubunganantara metode tersebut terhadap kuat

tekan compression.

Hasil dan kesimpulan yang didapat dalam penelitian ini adalah :

1) Terbentuk hubungan terhadap kuat tekan beton dari masing-masingmetode.

2) Analisa regresi dari setiap data dicari dengan menggunakan berbagaimacam pendekatan atau

persamaan (rumus), yaitu linear, logaritma,exponensial, dan power.

Dan kesimpulan yang didapat, bahwa persamaan yang palingmewakili untuk metode

rebound hammer dan pin penetration adalahpersamaan linear dengan bentuk Y = A + BX,

sedangkan untukmetode pull out test, ultrasonic pulse velocity, dan probe penetrationadalah

persamaan power dengan bentuk Y = AXB.

Makalah Tekton

Documents

Transcript of Makalah Tekton